Yıldırım maliyeti nedir?

İkinci el kitabevindeyken, 1924 baskısının I. Perelman'ın “Eğlenceli Fizik” adlı kitabıyla karşılaştım. Kahverengi kağıda basılmıştır (ve iyi kağıt İç Savaştan sonra nereden geldi), "Paradokslar, bulmacalar, görevler, deneyler, karmaşık sorular ve fizik alanından hikayeler" adlı bir alt başlığı vardı. Bu altyazı, bir sebepten dolayı tanınmış kitabın çocukluğundan sonraki baskılarda kayboldu. Sadece merak uğruna, kitapta son 75 yılda neler değiştiğini öğrenmek istedim. Sonuçta, evde bu yaygın olarak bilinen öğrenci gençlik kitabının yirmi ikinci baskısına sahiptim. Ancak bu süre zarfında bilim ve teknoloji durgunlaşmadı.

Ya.I. Perelman'a olan ilgim, kısa bir süre önce yayınlanan G.I Mishkevich'in olağanüstü bir bilim halkının hayatı ve çalışmaları hakkındaki kitabı tarafından ısıtıldı. “Matematiğin şarkıcısı, fizik mühendisi, astronomi şairi”, son zamanlarda tarımsal ve geriye dönük olarak ülkede çok talep görüyordu ve dünyanın gelişmiş ve kültürel durumlarının sayısına doğru yolculuğuna yeni başlamıştı. Ve Perelman'ın bu gelişmedeki rolü sondan çok uzaktı. Kitaplarında, okul yıllarında bile esprili eğlence, bilimsel kesinlik ve hatta zarafet, genç neslin en yetenekli kısmının gelecekteki yaşam yollarını bilimin hizmetinde seçmesine yardımcı oldu.

Bir biyografi kitabında, 1916'da Ya.I. Perelman'ın Rus hükümetinin yakıtla ilgili özel bir toplantısında çalıştığı ve "Petrograd'daki ahşabın ısınması durumu ile bağlantılı olarak" ülkemizde ilk kez yaz saatine geçilmesini önerdi. Aydınlatmada enerji tasarrufu yapmak için saat kollarını kullanarak herkes tarafından uzun zamandır bilinmektedir. Ama yakacak odun nasıl kurtarıldı, anlayamadım.

Bu gerçek beni o kadar ilgilendirdi ki, biyografi kitabının yazarına bunu sormaya karar verdim. Dahası, satın aldığım kitabın öykülerinden birinde, bir yıldırım deşarjı için enerji tüketimini hesaplarken, Perelman ve daha sonraki basımlar arasındaki, popülerleştiricinin ölümünden sonra yayınlanan veriler neredeyse yüz kat farklıydı!

Bir mektup gönderildi ve cevap geldi ve her şeyi yerine koydu. Yakacak odun tasarrufu konusunda açıklama çok açıktı - Birinci Dünya Savaşı sırasında yakacak odun St.Petersburg'un kazan tesislerinde yakıt olarak yakıldı. Sovyet gücünün ilk yıllarında, ülkeyi elektriklendirmek için yeni bir yakıt türü arayışının başlamasının nedeni budur (GOELRO Planı). Sonra turbaya dikkat ettiler.

Hesaplamaların tutarsızlığıyla ilgili olarak, G.I Mishkevich'in bana yazdığı mektuptan alıntı yapmanıza izin vereceğim: “Ya'nın ölümünden sonra çıkan kitaplarının TÜM sürümleri I. Perelman her türlü sorumsuz editör ve yayıncı tarafından YASAKTIR.” Mektubun yazarı tarafından vurgulanmıştır. Sadece 16 Mart 1942'de "Eğlenceli Bilimler Doktoru" nun öldüğünü ekliyoruz. kuşatılmış Leningrad açlıktan.

Ama "Yıldırımın maliyeti nedir?" Çünkü bu, Perelman kitabındaki bölümlerden birinin adı.

Yıldırım hakkındaki ilk ciddi çalışma, bazı nedenlerden dolayı ülkemizdeki ABD başkanlarından biri olarak kabul edilen büyük Amerikan Benjamin Franklin tarafından yapıldı. O değildi, ama bir fırtınanın elektriksel doğasını deneysel olarak kanıtlayarak adını ölümsüzleştirdi.

O zaman yapmak kolay olmadı. Gökdelen, uçak yoktu ve bir balon bile icat edilmedi. Ve deneyler için kelimenin tam anlamıyla ellerde göksel elektrik almak gerekiyordu. Gerçekten de, o zamanın ilk elektrik kondansatöründe, bir Leiden bankası, iki plakadan biri deneycinin eliydi.

Deneyci, bir uçurtma adı verilen bir oyuncağı kullanarak, bir gök gürültüsüne bir iletken soktu, bir Leyden kavanozu doldurdu ve daha sonra bir elektrikli makineyle dolu aynı kavanozla karşılaştırdı.

Teneke kutuların davranışları aynıydı. Hiç şüphe yoktu: yıldırım deşarjı doğada elektriktir. Hatta çoğu zaman bulutların negatif bir elektrik yükü taşıdığını belirledi. Franklin'in deneyleri son derece tehlikeliydi, ancak çok ilginç bilimsel verilere ek olarak, bir paratoner icat etmesine yol açtılar.

Başka bir Amerikalı, Charles Proteus Steinmets (1865-1923), elektrik mühendisliği biliminin ana kurucularından biri olarak kabul edilir. Hayatının son yıllarında, enerjiyi yüksek voltaj kullanarak bir mesafeye enerji aktarımı konularına adadı.

Yüksek voltaj sistemlerinin izolasyon problemlerini çözmek için yüksek voltajlı bir puls üretecine ihtiyacı vardı. Bu onun tarafından inşa edildi. Bu jeneratör 120 kilovolt potansiyeli olan yapay bir yıldırım yaratabilir. Bununla birlikte, bazı durumlarda gözlemlerden elde edilen sonuçları, diğerlerinde benzer fenomenlere göre dağıtmanıza izin veren bilimsel bir yöntem vardır.Bu yöntem mükemmel olmaktan uzaktır, ancak genellikle bilime başka hiçbir şey uygulanamaz.

ABD'de, parasalcı yöntem genellikle her şeyi ve her şeyi değerlendirmek için kullanılır. "Bin dolara benziyorsun," dedi patron sekreterine. Bir piyanist parmaklarını bir milyon dolara sigortalıyor. Ve bir futbolcunun yeteneklerinin dolar cinsinden değerlendirilmesi hayranlarımız tarafından bile uzun zamandır bilinmektedir. Açıklık için, yıldırım deşarjını değerlendirirken Ya.I. Perelman, Yeni Dünya'da icat edilen bu çok etkili yöntemi kullanıyor.

I. Perelman'dan ilk verileri okuyoruz: “İşte hesaplama (son zamanlarda ölen Amerikalı elektrik mühendisi Steinmets'e borçlu olduğumuz) Bir yıldırım deşarjı sırasındaki voltaj yaklaşık 5 milyon volt olarak belirlenir. Akımın 10.000 amper olduğu tahmin edilmektedir. "

Prensip olarak, herhangi bir kurulumun voltaj ve akım gücünü bilmek, bu verileri çarparak gücünü hesaplamak kolaydır. Gücü tüketim zamanına göre çoğaltarak, enerji tüketimi elde ederiz. Bütün bunlar yıldırım için geçerlidir. Peki bu devasa elektrik kıvılcımının flaşı ne kadar sürer? Bu zaman ölçülebilir mi?

Çok zor değil. İngiliz fizikçi C. Wheatstone, bu amaçla hızla dönen bir disk kullanmayı önerdi, ancak belirli, önceden belirlenmiş bir hızda. Bu diski bir an aydınlatan şimşek çakması, bu diskin kaç derece değiştiğini kaydedecektir. Diskin devir sayısını bilerek, yıldırım deşarjı saniyenin sadece binde biri kadar sürse de, zaman dönüşümünü yapmak zor değildir.

Yıldırımın hesaplanan elektriksel parametrelerini elde etmek çok daha zordur. Sonuçta, bir gök gürültüsü yüklü bir kapasitör olarak düşünülebilir, ancak boşaltıldığında, akımları ve voltajı zaman içinde katlanarak değişir, yani üstel fonksiyon.

Perelman editörleri başka veriler sağlar. Maksimum yıldırım akımları 200 bin amperdir ve potansiyel 50 milyon volttur. Ortaya çıkan gücü ikiye bölerler ve ortalama potansiyeli hesaplamak için bu kullanımı kendileri açıklarlar. Maksimum akımın ve yanlış hesaplanmış potansiyelin bir nedenden dolayı hesaplamalarında kullanılması elbette yanlış sonuçlara yol açar. Bu nedenle Steinmets'e göre hesaplanan enerji hiçbir yerden alınan veriler nedeniyle kabul edilemez ve editörler tarafından elde edilen sonuçlar yanlıştır. Yıldırım tarafından tüketilen enerjiyi değişen parametrelerine başvurmadan hesaplamak mümkün müdür? Mümkün olduğu ortaya çıktı.

Şimşek B. Schonland'ın seçkin araştırmacısının kitabında, başka bir parametre rapor edildi - bir deşarj sırasında yıldırım tarafından tüketilen elektrik miktarı. “Bireysel vuruşlarda (yıldırım), 2 ila 10 askılı şarj genellikle nötralize edilir.” Bu parametrenin hesaplanması basitleştirilmiştir, çünkü bir kolye amperden başka bir şey değildir. Başka bir parametre - bir gök gürültüsünün voltajı, bilim adamları hesaplıyor, çünkü bunu ölçmek henüz mümkün değil. B. Schonland'a göre, "bu voltajın en az 100 milyon volt olduğu tahmin ediliyor."

Bunun için hesaplamalarımızı yapalım.Diyelim ki sıradan şimşekleri boşaltırken tüketilen elektrik miktarı 5 coulomb (Bu 2 ile 10 arasında bir şey). Ve Rusya'da kilowatt-saat başına 2 ruble ortalama bir tarife ile ruble maliyeti 280 ruble olacak. Böyle korkunç bir fenomen için miktar çok azdır. Modern elektrik tarifelerine aktarılırken C. Steinmets'in ve Perelman'ın editörlerinin hesaplanmasının sırasıyla 30 ve 2800 ruble sonuçları verdiğini unutmayın. Sonuçlarımız Steinmets sonucuna daha yakın, ancak yine de ondan bir büyüklük sırası ile farklı, yani. 10 kez! Diğer konularda, bu, sonraki bilim adamlarının bulut potansiyelini 5 milyon voltta değil, 100 milyonda tahmin ettikleri ve bulut yükünü tavandan aldıklarımızla kolayca açıklanabilir.

Hesaplamalarımızın hiçbir bilimsel değeri olmadığı kabul edilmelidir. Basit bir şekilde, atmosferik elektrik gibi zorlu bir fenomenin enerji yoğun olmadığını ve elektrik kaynağı olarak pratik bir kullanım bulmasının mümkün olmadığını açıkça göstermektedirler. Sonuçta, aylık 140 kWh enerji tüketimi, sadece çok katlı bir binanın merdiven boşluğunu aydınlatmak için elektrik sayaçları tarafından "sarılıyor".

Bu sonuçlar modern elektrikçiler için gerekli mi? Tabii ki bunlara ihtiyaç var, ancak sadece sanayi ve tarımda atmosfer elektriğinin kullanımıyla uğraşmamak için. Ekonomik olarak kârsız ve çok tehlikelidir. Amerikalı meteoroloji uzmanı L. Betten'in çalışmalarından birinden alıntı yapıyoruz: “Garip bir şekilde, herhangi bir fırtına için zorunlu bir özellik olan şimşek, beklenmedik seller hariç diğer hava olaylarından daha fazla insanı öldürüyor.”

Büyük alanları aydınlatan şimşek çakmalarını izleyen herhangi bir aklı başında insan, bu enerjinin bütün gece sundurma ve dairesinde boşa harcandığını, nihayetinde onun tarafından ödendiğini ve enerji tasarruflu ışık kaynakları için çabalaması gerektiğini anlamalıdır. Yıldırımın yıkıcı doğası, yüksek güçte işlemin kısa süresinden kaynaklanır ve genellikle gaz sobalarında çok fazla gaz tüketilen bir evde yerli gaz patlamasına benzer. Böylece, hava ile birlikte patlayıcı bir karışım olan dairelerin birinde küçük bir gaz sızıntısı, tüm evde trajedilere yol açar.

Böyle bir hesaplamanın başlatıcısı Ch.P. Steinmets'e saygı göstermeli ve hazır okuyuculara da AC elektrik devrelerini hesaplamak için sembolik bir yöntemin yazarı olduğunu hatırlatmalıyız. Ve çok pahalı.

Ayrıca okuyun:Yeni bir alternatif enerji kaynağı olarak atmosferik elektrik