Semnificația cuvântului "câmp electric la pământ"
Câmpul electric al Pământului, câmpul electric natural al Pământului ca planetă, care se observă în corpul solid al pământului, în mările, atmosfera și magnetosfera. E. 3. se datorează unui complex complex de fenomene geofizice. potențial de distribuție câmp poartă o anumită informație despre structura Pământului, despre procesele care au loc în atmosfera inferioară, ionosfera, magnetosfera și în spațiul interplanetar și în apropiere de soare.
Metoda de măsurare a densității energetice este determinată de mediul în care se observă câmpul. Metoda cea mai universală este determinarea diferenței de potențial prin intermediul unor electrozi distanțați în spațiu. Această metodă este utilizată atunci când înregistrarea curenților de pământ (vezi curenții teluric.), Măsurată cu aeronave câmp electric atmosferic și o navă spațială - magnetosfere și spațiu (distanța dintre electrozi trebuie să fie mai mare decât lungimea de ecranare Debye în plasmă spațiu, adică. a fi sute de metri).
Existența unui câmp electric în atmosfera Pământului se datorează în principal proceselor de ionizare a aerului și separării spațiale a sarcinilor electrice pozitive și negative care apar în timpul ionizării. Ionizarea aerului are loc sub acțiunea razelor cosmice ale radiației ultraviolete a soarelui; radiații de substanțe radioactive pe suprafața Pământului și în aer; descărcări electrice în atmosferă etc. Multe procese atmosferice:.. - (vezi. Electricitatea) formarea convectie nor, precipitare și altele conduce la separarea parțială a taxelor opuse și apariția câmpurilor electrice atmosferice. Relativ la atmosferă, suprafața Pământului este încărcată negativ.
Existența unui câmp electric al atmosferei conduce la apariția curenților care descarcă atmosfera electrică "condensator" - Pământ. În schimbul încărcărilor dintre suprafața Pământului și atmosferă, precipitarea joacă un rol semnificativ. În medie, precipitațiile generează taxe pozitive de 1,1-1,4 ori mai mari decât taxele negative. Scurgerea sarcinilor din atmosferă este, de asemenea, compensată de curenții asociate cu trăsnetul și cu debitul de sarcină din obiectele ascuțite (vârfuri). Soldul încărcăturilor electrice aduse pe suprafața pământului cu o suprafață de 1 km 2 pe an poate fi caracterizat prin următoarele date:
Conductivitate curent + 60 k / (km 2 · an)
Curenți de precipitații + 20 "
Razor de fulger - 20 "
Curenți de la punctul - 100 "
Total - 40 la / (km 2 · an)
Pe o mare parte din suprafața pământului - deasupra oceanelor - curenții din puncte sunt excluși și va exista un echilibru pozitiv. Existența unei încărcări statice negative pe suprafața Pământului (aproximativ 5,7 × 10 5 K) indică faptul că acești curenți sunt în medie echilibrați.
Câmpurile electrice din ionosferă se datorează proceselor care apar atât în straturile superioare ale atmosferei, cât și în magnetosferă. mișcarea Tidal masei de aer, vânt, turbulență - toate acestea sunt o sursă de generare a unui câmp electric în ionosferă datorită dinam hydromagnetic efect (vezi magnetism terestru.) Un exemplu este diurn actualul sistem solar-electric, care provoacă pe suprafața pământului de câmp magnetic variații diurn. Magnitudinea câmpului electric în ionosferă depinde de locația punctului de observație, momentul zilei, și starea generală a magnetosferei ionosferă de activitatea solara. Acesta variază de la câteva unități la zeci de mV / m, iar în ionosfera de latitudine mare atinge o sută și mai mult mV / m. În același timp, curentul ajunge la sute de mii de amperi. Datorită conductivității ridicată a plasmei și magnetosfera ionosferă de-a lungul liniilor de câmp magnetic ale câmpului electric este transferat către magnetosfera ionosferei pământ și câmpul magnetospheric în ionosferă.
Una dintre sursele directe ale câmpului electric din magnetosferă este vântul solar. Când magnetosfera curge prin vântul solar, emf E = v 'b ^ apare. unde b ^ este componenta normală a câmpului magnetic pe suprafața magnetosferei, v este viteza medie a particulelor de vânt solar.
Acest emf provoacă curenți electrici, care sunt închise de curenți inversi care curg peste coada magnetosferei (a se vedea Pământul). Acestea din urmă sunt generate de încărcări spațiale pozitive pe partea de dimineață a cozii magnetosferei și negative pe partea de seară. Amploarea intensității câmpului electric pe coada magnetosferei atinge 1 mV / m. Diferența potențială dintre capacul polar este de 20-100 kilometri pătrați.
Un alt mecanism de excitație a emf-ului în magnetosferă este asociat cu prăbușirea liniilor de forță ale câmpului magnetic îndreptate opus în partea din coadă a magnetosferei; Energia eliberată în acest caz determină o deplasare rapidă a plasmei magnetosferice spre Pământ. În acest caz, electronii se deplasează în jurul Pământului spre partea de dimineață, protoni până în seara. Diferența potențială dintre centrele de încărcare spațială echivalentă atinge zeci de kilovoliți. Acest câmp este opus în direcția câmpului părții coadă a magnetosferei.
Odată cu devierea particulelor, existența unui curent de inel magnetosferic în jurul pământului este direct legată. În perioadele de furtuni magnetice și aurouri, câmpurile electrice și curenții din magnetosferă și ionosferă suferă schimbări semnificative.
Undele magnetohidrodinamice generate în magnetosferă se propagă de-a lungul canalelor de ghiduri de undă naturale, de-a lungul liniilor de forță ale câmpului magnetic al Pământului. Odată ajuns în ionosferă, acestea sunt transformate în unde electromagnetice care ajung parțial suprafața pământului și se extind parțial în waveguide ionosferei și atenuează, aceste unde sunt înregistrate ca o funcție de frecvență a vibrațiilor magnetice sau pulsații (10 -2-10 Hz) la suprafața pământului, sau ca unde foarte frecvente joase (oscilații cu o frecvență de 10 2 -10 4 Hz).
Câmpul magnetic alternativ al Pământului, ale cărui surse sunt localizate în ionosferă și magnetosferă, induc un câmp electric în scoarța pământului. Intensitatea câmpului electric în stratul de crusta de suprafață variază în funcție de locația și rezistența electrică raselor variază de la câteva sute la câteva mV / km, și furtuni magnetice și este amplificat la chiar zeci de unități în / km. Variabilele interconectate Câmpurile magnetice și electrice ale Pământului sunt utilizate pentru sondarea electromagnetică în geofizică de explorare, precum și pentru sondarea profundă a Pământului.
Câmpurile electrice din mări sunt induse de câmpul magnetic alternativ al Pământului și apar, de asemenea, atunci când apele de mare care conduc (undele maritime și curenții) se mișcă într-un câmp magnetic. Densitatea curenților electrici din mări atinge 10-6 a / m 2. Acești curenți pot fi utilizați ca surse naturale ale unui câmp magnetic alternativ pentru sondarea magnetovariară pe raft și în mare.
Problema încărcării electrice a Pământului ca sursă a câmpului electric în spațiul interplanetar nu a fost rezolvată în cele din urmă. Se crede că Pământul ca planetă este neutru din punct de vedere electric. Cu toate acestea, această ipoteză necesită confirmarea experimentală a acesteia. Primele măsurători au arătat că intensitatea câmpului electric în spațiul interplanetar apropiat de Pământ variază de la zeci la câteva zeci de mV / m.
REFERINȚE Tikhonov, AN, "Determinarea caracteristicilor electrice ale straturilor profunde ale crustei pământului", Dokl. AN SSSR », 1950, vol. 73, nr. 2; Tverskoi Cursul de Meteorologie, L. 1962; Akasofu S. I. Chapman S. fizica solară-terestră, trans. cu engleza. Partea 2, M. 1975.
Marea enciclopedie sovietică M. "Enciclopedia sovietică", 1969-1978
Citiți și în TSB:
Rezistența electrică Rezistența electrică 1) Valoarea care caracterizează rezistența unui circuit electric (sau a secțiunii sale) la un curent electric este măsurată în ohmi. E. cu. se datorează transferului sau pre.
Electricitate Electricitate, un set de fenomene cauzate de existența, mișcarea și interacțiunea corpurilor sau a particulelor încărcate electric. Se efectuează interacțiunea încărcăturilor electrice.