Принцип дії простий - електрофорна машина має два діелектричні диски з нанесеними на їх поверхню металевими смужками.

Диски обертаються в протилежних напрямках, бажано якнайшвидше. Завдяки випадковим процесам у первинний момент дільниці одного з сегмента утворюється заряд. Викликається явище процесом тертя о повітря. Через симетричність конструкції не можна передбачити підсумковий знак. У конструкції використовуються 2 лейденські банки.

Іскровий розряд відбувається, коли між двома об'єктами створюється достатня напруга, що здатна перебороти опір ізоляційного середовища між ними. Це може статися, наприклад, при подачі великої електричної напруги на провідник.

Коли напруга досягає певного рівня, заряди в середовищі починають рухатися з великою швидкістю, створюючи електричне поле. Це поле призводить до йонізації середовища, розриваючи атоми і молекули на електрони та іони.

Оскільки іскровий розряд відбувається при великих напругах і струмі, він може бути небезпечним і навіть призводити до пожежі чи пошкодження обладнання.

Електроерозі́йна обробка металів є різновидом електрофізичної обробки і характеризується тим, що зміна форми, розмірів та якості поверхні заготовки з електропровідного матеріалу відбувається під дією іскрового розряду.

Іскровий розряд використовують в спектральному аналізі для реєстрації заряджених частинок. Іскровий лічильник - прилад для реєстрації заряджених часток, заснований на виникненні іскрового розряду в газі при попаданні в нього зарядженої частки. Дає інформацію про минулу частку у вигляді електричного імпульсу і яскравої іскри поблизу траєкторії частки. 

Іскровий розряд застосовується для очищення газів від пилу і супутніх забруднень. Електростатичний фільтр - технологічний апарат для вловлювання та видалення пилу, завислого у газовому середовищі. Електрофільтри призначені для уловлювання пилу з розмірами часток до 0,1 мкм з повітря і газів різного хімічного складу, вологості і температури.

Прикладом велетенського іскрового розряду є блискавка.

Сідак Софія, 8-А

Воронцов Олексій, 8-А 

Говорячи про атмосферну електрику люди, як правило, мають на увазі звичні грозові або напівміфічні кульові блискавки. Однак на великій висоті над хмарами зрідка спостерігаються інші розряди не до кінця ясної природи. Спеціальне обладнання на МКС зафіксувало одне з таких явищ і наблизило вчених до розуміння так званих іоносферних блискавок.

Сині джети найближчі до землі блискавки. Вони виникають там же, де і звичайні лінійні, тобто в грозових хмарах, тільки утворюються не в нижньому їх кордоні, а у верхній крайці. Тривалість таких розрядів становить кілька десятків мікросекунд.

Після розряду відразу ж виникає короткий яскравий відрізок, який аналогічно лінійним блискавкам назвали лідером. Буває, що блискавка завершується просто спалахом лідера, особливо, коли формується на невеликій висоті. Але, частіше за все, як відзначають вчені, від стримера вертикально вгору поширюються струмені, або стримери. Вони пронизують всю стратосферу.

Для вивчення цих блискавок у 2018 році на модуль «Коламбус» міжнародної космічної станції було встановлено спеціальне обладнання. Воно містило в собі оптичні камери, фотометри, а також субміліметровий спектрометр підвищеної чутливості та детектори, здатні фіксувати рентгенівське і гамма-випромінювання. В результаті вченим через рік вдалося зафіксувати сині джети, які утворилися в грозовій хмарі над Тихим океаном.

Зафіксований джет досяг стратопаузи — тобто шару, розташованого на кордоні між стратосферою та мезосферою. Він знаходиться на висоті приблизно 50 кілометрів. Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature. У них йдеться про те, що блакитні струмені виникають з причини електричного пробою, який виникає між зарядом, розташованим у верхній частині грозової хмари, і шаром повітря над ним, який має негативний розряд. Тобто вони виникають в результаті тих же процесів, які призводять до появи звичайних блискавок. Синій колір джетів, як вважають вчені, пояснюється іонізацією молекул азоту.

Відомий шотландський фізик Чарльз Томсон Різ Вілсон у 1920 році передбачив існування цих неймовірних явищ природи, які отримали назву перехідні світлові події (ПСП). Про них спорадично повідомляли пілоти літаків, але їхнє існування не вважалося реальним до 1989 року, коли з'явилося перше фотографічне підтвердження під час польоту космічного корабля "Спейс Шаттл".

У верхніх шарах атмосфери існує безліч інших маловивчених блискавок. Як повідомляють фахівці, всі вони є електрично індукованими видами плазми, що світиться. Із Землі їх помітити й тим більше вивчити практично неможливо, через те, що під час грози вони заховані за хмарами. Тому першу повноцінну інформацію про них вдалося отримати тільки з орбіти.

Гритчина Аліса, 8-А

Блискавка  "хмара – хмара" є одним з типів блискавок, який виникає в результаті електричних розрядів між двома хмарами. Фізичний процес, що стоїть за блискавкою, пов'язаний з розділенням зарядів у хмарах. У них формуються заряджені частки, де позитивні й негативні заряди розділяються через процеси та переміщення часток всередині хмари. Це розділення зарядів викликає виникнення електричного поля між різними ділянками хмари та між хмарою і поверхнею Землі.

Коли різниця потенціалів стає достатньо великою, відбувається розряд між двома зарядженими ділянками хмари. Він виявляється у вигляді блискавкового  спалаху, який є швидким рухом заряджених часток (електронів та іонів) через атмосферу. Внаслідок руху заряджених часток, блискавка  створює шлях низького опору для електричного струму, який швидко просувається через атмосферу. Цей струм генерує тепло та світло, що призводить до видимого спалаху блискавки та виникнення гучного звуку, який ми сприймаємо як грім.

Блискавка "х -  х " - це тип блискавки, який ми найчастіше спостерігаємо. Вона виникає внаслідок розряду між двома хмарами, коли електрична енергія перетворюється на світлову та звукову. Світловий блиск миттєво освітлює нічне небо, розряди відбуваються швидко та великою кількістю, маючи вигляд безперервного потоку блискавок. 

Блискавка "хмара-земля" що виникає у вигляді розряду між хмарою та землею. Її потужна енергія може стати причиною серйозних пошкоджень будівель, дерев та навіть загрожувати людському життю. Великий блискавковий вибух, що з'єднує небо та землю, нагадує нам про безмежну силу, приховану в надрах природи. Такі  блискавки є не лише захоплюючим явищем, але й пам'яткою про велич та потужність природних сил.

Блискавка  "х-з" - це блискавка, яка спостерігається, коли розряд відбувається між хмарою та землею. Цей тип блискавки може бути особливо небезпечним, оскільки вона може пошкодити будівлі, дерева та навіть людей. Велика іскра, що з'єднує небо та землю, нагадує нам про потужну енергію, яка прихована в природі.

Блискавка "х-з" - це один з найпоширеніших типів блискавок. Цей процес включає кілька етапів:

1.  Накопичення зарядів. У  хмарах формуються позитивні та негативні заряди. Негативний заряд зазвичай накопичується в нижній частині хмари, а позитивний — у верхній  або на землі.

2.  Лідери. Перед самим розрядом блискавки  з хмари виходять кілька "лідерів", слабкі електричні розряди, які рухаються вниз і вишукують шлях для основного розряду.

3.  Основний розряд. Коли лідер досягає заземленої точки, відбувається великий потік електричного струму між хмарою і землею через створений шлях.

4.  Тепло і світло.  Електричний струм генерує значну кількість тепла, що нагріває повітря навколо  блискавки до дуже високих температур, видаючи яскраве світло та гучний звук, відомий як грім.

Блискавка  "х-з" - це ефектне явище, але й потенційно небезпечне. Великі розряди блискавки можуть завдавати шкоди будівлям, деревам та інфраструктурі, а також бути  загрозою для людей. Тому важливо дотримуватись безпечних заходів під час гроз. 

Це явище є не лише важливою частиною метеорології, але й ключовим елементом для розуміння електричних процесів у природі.

Воронцов Олексій, 8-А 

Горизонтальна блискавка є феноменом електричних розрядів, який відбувається всередині грозових хмар та характеризується розгортанням електричних вибухів вздовж верхньої частини хмари, утворюючи неперервний рух блискавки вздовж небесного простору. Цей процес є результатом внутрішніх електричних розрядів всередині хмари, викликаних тертям та рухом частинок води та льоду.

На відміну від інших видів блискавки, горизонтальну блискавку зазвичай не можна спостерігати напряму, оскільки вона відбувається всередині хмари і розгортається вздовж верхньої частини хмари. Тому горизонтальну блискавку найчастіше зафіксовують за допомогою спеціальних атмосферних датчиків та високошвидкісних камер, що використовуються в наукових дослідженнях.

Наукове вивчення горизонтальної блискавки включає аналіз механізмів утворення та поширення електричних розрядів всередині хмари, їх взаємодії з іншими атмосферними процесами та вплив на формування погодних умов. Вчені в області атмосферних наук та метеорології вивчають фізичні закономірності горизонтальної блискавки, її роль у розвитку грозових систем та можливі наслідки для погодних умов.

Дослідження цього явища важливе для розробки більш точних методів прогнозування погоди та забезпечення безпеки громадян у разі негоди. Розуміння природи горизонтальної блискавки допомагає вдосконалювати інструменти та технології метеорологічного моніторингу, що дозволяє вчасно попереджати про небезпеку та приймати ефективні заходи захисту.

Крім того, наукове дослідження горизонтальної блискавки має важливе значення для розуміння загальних закономірностей фізики атмосферних явищ і допомагає розширити наші знання про складні процеси, що відбуваються в атмосфері Землі. Вивчення цього явища сприяє подальшому розвитку науки та покращенню передбачення погоди в майбутньому.

Мілаков Михайло, 8-А

• Вони бувають різних кольорів, наприклад, жовтуватого або зеленуватого. Але найчастіше спостерігаються сліпучо-білі.

• Кульові блискавки поводяться непередбачувано, як жива істота. Деякі припускають навіть, що у них є розум.

• Швидкість переміщення кульової блискавки у просторі може досягати 10 метрів в секунду.

• Іноді вони просто зникають, а іноді й вибухають, руйнуючи все навколо.

• Доторкнувшись до скла, кульова блискавка може його розплавити.

• З усіх природних явищ на Землі кульові блискавки досі залишаються найменш вивченим.

• Свідки не раз спостерігали, як вони цілеспрямовано проникали в будинки через відкриті вікна та двері. Саме тому в грозу вкрай бажано замикати їх. Причина такого їх поведінки невідома.

• Вчені підрахували, що щільність енергії у кульових блискавок, з урахуванням їх обсягу, досягає якихось абсолютно нереальних значень. 

• Найчастіше вони з’являються в грозову погоду, разом зі звичайними блискавками, але їх спостерігали і в інших умовах, наприклад, серед ясного дня. 

• У 1963 році в США звичайна блискавка вдарила в літак, після чого всередину салону невідомим чином просочилася кульова блискавка. Однак, вона так само швидко зникла, як і з’явилася, не заподіявши шкоди. 

• Їх розміри варіюються від випадку до випадку, але, згідно інформації від свідків і очевидців, зазвичай вони коливаються від 10 до 20 см в діаметрі. 

• Імовірно термін життя кульової блискавки може становити від декількох секунд до декількох годин. 

• Незважаючи на свою назву, вони можуть мати не тільки кулясту форму. 

• За приблизними оцінками, температура кульових блискавок обчислюється тисячами градусів. 

• Ученим досі не вдалося відтворити кульову блискавку в лабораторних умовах. 

• Знаменитий вчений Георг Ріхман, друг і соратник Ломоносова, загинув при одному з експериментів. Вивчивши документи, що збереглися, сучасні дослідники прийшли до висновку, що його вбила раптово з’явилася і вибухнула кульова блискавка. 

• Ряд очевидців стверджує, що кульові блискавки можуть проникати крізь стіни, ніби їх там зовсім немає. 

• Перше задокументована згадка цього дивовижного природного явища датована 1638 роком. 

• Сучасні вчені висунули вже більше 400 теорій, які пояснили б природу кульових блискавок, але жодна з них до цих пір не доведена.

Назаров Матвій, 8-А

Об'ємна блискавка є одним з найцікавіших і складних явищ атмосферної електродинаміки, що вивчається в рамках метеорології та атмосферних наук. Цей феномен виникає внаслідок різниці потенціалів між різними ділянками грозової хмари, яка призводить до виникнення електричних розрядів всередині її об'єму.

Наукові дослідження показують, що механізм утворення об'ємної блискавки пов'язаний з процесами іонізації, коли частинки води та льоду, наявні всередині хмари, відділяються іонізуючим впливом і утворюють електрично заряджені області. Коли різниця потенціалів досягає критичного рівня, відбувається розряд, який проявляється у вигляді світлового вибуху всередині хмари.

Оскільки об'ємна блискавка відбувається всередині хмари, її спостереження безпосередньо можливе лише за допомогою спеціальних засобів, таких як атмосферний лідар чи відеокамера з високою чутливістю. Однак інтенсивність та величина цього явища можуть створювати вражаючі ефекти, які можуть бути помічені навіть з великої відстані від грозової хмари, особливо вночі, коли об'ємна блискавка освітлює небо яскравими вибухами світла.

Об'ємна блискавка може мати різні форми, від м'яких прожилків до могутніх вибухів, що освітлюють весь об'єм хмари. Ці явища важливі для науковців, оскільки вони вказують на інтенсивність та електричний потенціал грозової хмари, що може мати велике значення для передбачення погоди та визначення ступеня її небезпеки.

Дослідження об'ємної блискавки дозволяє розширити наше розуміння атмосферних процесів і вдосконалити методи прогнозування погоди. Відомості про цей феномен допомагають забезпечити безпеку громадян у разі грози та ефективно взаємодіяти зі складними атмосферними умовами. Детальне дослідження об'ємної блискавки підтверджує необхідність подальших наукових зусиль у цій області, оскільки її розуміння є ключовим для розвитку нашого знання про природу і поведінку атмосфери.

Мілаков Михайло, 8-А

Кочубей Міла, 8-А

З усієї кількості блискавок до землі йдуть тільки 25—30%. При цьому під час накопичення потенціалу утворюється так званий розряд-лідер. Між хмарою і землею він рухається хаотично, як би намічавши траєкторію майбутньої блискавки. Цікаво, що блискавка полягає, як правило, з трьох розрядів, але через велику швидкість ми сприймаємо його як один. Основним вражаючим чинником блискавки є короткочасні електричні імпульси колосальної енергії. Тривалість їх складає 1–10 мікросекунд. При цьому потужність заряду до декількох сотень, а то і тисяч кіловат, а сила струму до 500–1000 ампер.

Якщо захист будинку від блискавок не виконаний, то у разі попадання блискавки можуть статися такі лиха:

— пожежа;

— фізичні руйнування споруд і конструкцій;

— ураження електричним струмом.

Ймовірність попадання блискавки залежить від:

— висоти будови;

— місцевості, в якій вона знаходиться;

— кліматичного поясу;

— наявність поблизу високих дерев або високих будинків;

— вологості повітря.

Завдяки винаходові Бенджаміна Франкліна території вулиць, тротуарів, скверів, як правило, захищені блискавковідводами. Вони розташовуються на трубах котелень, стовпах електропередач, вишках тощо.
Якщо ви під час грози перебуваєте на вулиці, не шукайте укриття поблизу металевих опор, стовпів електропередач, на яких є громовідводи, під високими деревами тощо.
У селищах, містах на всіх високих спорудах ставляться громовідводи. Тому якщо ви під час грози знаходитеся вдома, слід, ужити тільки застережних заходів: вимкнути освітлення, радіоприлади, позачиняти кватирки і двері, щоб не було протягу.
Якщо під час грози ви перебуваєте в лісі, то пам'ятайте, що не можна шукати укриття під високими деревами, на пагорбах, поблизу ліній радіо- та електропередач.
Під час грози в полі треба шукати сховище у низинній місцевості, не можна наближатися до поодиноких дерев, стовпів, техніки, що стоїть окремо.

  Влучання блискавки у факел Статуї Свободи в Нью-Йорку, 3 квітня 2024 року

Ушакова Віолетта , 8-Б

Кочубей Міла, 8-А