In realtà, l'accumulo di elettricità statica avviene per sfregamento tra le masse d'aria e la terra.

Andiamo con ordine.

L'atmosfera è un copo unico (senza vuoti) ma in diversi punti trovi diverse temperature.

Per i principi della termodinamica, il calore tende a ridistribuirsi uniformemente, per cui l'aria calda sale verso l'alto e quella fredda scende.

Quando una colonna di aria calda sale verso gli strati alti dell'atmosfera, "spinge via" l'aria più fredda che già si trova lì.

Contemporaneamente, l'aria fredda tende a scendere verso il basso per "riempire il vuoto" lasciato dall'aria calda.

I movimenti di queste due colonne d'aria (che possono essere anche molto distanti tra loro) fa muovere anche masse d'aria in orizzontale (l'aria degli strati alti spinta dall'aria calda in salita e l'aria a livello terra spinta da quella fredda in discesa).

Tutto questo movimento genera il fenomeno conosciuto come "vento" (e per questo motivo il vento in quota si muove in verso contrario rispetto al vento a terra).

L'aria messa in movimento in questo modo sfrega la superficie terrestre generando cariche statiche: un po' quello che accade quando sfreghi il classico pezzo di plastica con il panno di lana.

Siccome ci deve essere sempre equilibrio di carica, se l'aria si carica negativamente, la terra si carica positivamente. L'aria secca è un buon isolante, per cui le cariche restano separate e si accumulano sulle due superfici (gli strati alti dell'atmosfera e la terra). La rigidità dielettrica dell'aria secca (ossia la sua capacità di resistere al passaggio della corrente) è pari a circa 3.000 Volt per millimetro, il che significa che per far scoccare una scintilla lunga 1 mm bisogna che le cariche presenti sulle due superfici generino una differenza di potenziale pari a 3.000 V.

I fulmini sono lunghi diversi Km, quindi puoi immaginare da te quanti milioni di V ci siano in una scarica del genere.

In pratica, il fulmine non è altro se non il riequilibrio di tutto il sistema: quando le cariche accumulate agli estremi del campo sono sufficienti, l'aria non riesce più a resistere al passaggio della corrente e si genera una scarica che riunisce le cariche positive e negative neutralizzandole. In tal modo il sistema ritorna in equilibrio ed è pronto per iniziare un nuovo accumulo.

Non a caso ho parlato di aria secca perché i temporali avvengono generalmente solo quando fa molto caldo e c'è poca umidità, altrimenti le molecole di acqua presenti nell'atmosfera impediscono l'accumulo di cariche di segno opposto in quanto conducono corrente.

Spero di non aver ecceduto in particolari tecnici.

Ciao.

J.



Pincopallino, ma ti rendi conto di cosa hai scritto?



Mi riferisco a questo:

"sapendo che il potenziale di rottura dielettrica dell'aria è di 3000 V/mm, un fulmine lungo 300 m sarà generato da una differenza di potenziale di 300 × 3 × 103 = 9 × 105 ≈ 106 V"



Se il potenziale di rottura dielettrica dell'aria è 3.000 V/mm come fa un fulmine di 300 m ad essere generato da una differenza di potenziale di 106 V? Se le equivalenze non sono un'opinione, 300 metri equivalgono a 300.000 millimetri e con 3.000 V a millimetro andiamo ben oltre i 106 V!!!!



Semplicemente non hai tenuto conto delle unità di misura. Infatti hai:



300 metri × (3 × 10^3) V = 9 × 10^5 ≈ 10^6 V.

Dunque NON 103, 105 o 106 MA 10^3 (=10 alla terza, ossia 1.000), 10^5 (=10 alla quinta, ossia 100.000), o 10^6 (=10 alla sesta, ossia 1.000.000).

In pratica, più di 900.000 V che si possono approssimare (simbolo "≈") a circa 1.000.000 di V.

E comunque anche questo calcolo è errato, visto che i 10^6 V finali li devi ancora moltiplicare per 1.000, considerando che nella formula hai usato i metri invece che i millimetri.

STUDIA INVECE DI COPIARE!

J.





OK, cerco di spiegarlo ad un bambino.

Le cariche elettriche positive e negative sono palline di diverso colore che stanno attaccate a due a due (una positiva ed una negativa). Quando l'aria si sfrega sulla terra (il movimento delle masse d'aria credo sia abbastanza comprensibile anche ai bimbi) separa le coppie di palline: una (quella più pesante) rimane sulla terra e l'altra (più leggera) viene portata via dal vento.

Puoi fare il gioco con una pallina da ping pong ed una di gomma piena.

Quando le palline sospese in aria superano un certo numero, l'aria non ce la fa più a sostenerne il peso e le palline cadono tutte insieme verso terra riunendosi con quelle rimaste giù.

Così è abbastanza semplice?

In questo modo puoi introdurre anche il concetto di rigidità dielettrica (=massimo peso che l'aria può sopportare). Siccome le palline sono tutte uguali, oltre un certo numero si supera il peso limite, l'aria si rompe e le palline cadono.

Forse, per renderlo ancora più comprensibile, puoi dire che sono le nuvole e non l'aria a sostenere le palline. Visto che i fulmini avvengono durante i temporali (e dunque le nuvole ci sono ed il vento pure), il gioco è fatto ...... spero!

Ciao.

J.

Penso che il modo migliore di spiegare l'elettricità statica, o, meglio, l'elettrizzazione per strofinio, sia quello di eseguire dei semplici esperimenti. Ad esempio, strofinando tessuti in poliesteri, con cotone, in ambiente buio, si possono vedere e udire le piccole scariche elettriche. E dire che nelle nubi temporalesche avviene una cosa simile ma su scala molto più grande.

fulmine o folgore o saetta è una scarica elettrica di grandi dimensioni che avviene nell'atmosfera, che si instaura fra due corpi con una grande differenza di potenziale elettrico.



I fulmini più facilmente osservabili sono quelli fra una nuvola e il suolo, ma sono comuni anche scariche fra due nuvole o all'interno di una stessa nuvola. Inoltre qualsiasi oggetto sospeso nell'atmosfera può innescare un fulmine, si sono osservati infatti fulmini tra una nuvola e un aeroplano, e tra un aeroplano e il suolo.



;-)

perchè semplicemente, per un fenomeno che adesso non mi ricordo il nome (mi sono appena svegliato) se avvicini un corpo carico ad un altro, l'altro si carica nel segno opposto... in più se questo oggetto è metallico e in più appuntito, cioè riesce a espellere dalla punta le cariche, si verifica, in condizioni opportune come umidità, e quindi alta conducibilità, il fenomeno del fulmine... non so se sono stato chiaro, sono mezzo rintronato...

l fulmine o folgore o saetta è una scarica elettrica di grandi dimensioni che avviene nell'atmosfera, che si instaura fra due corpi con una grande differenza di potenziale elettrico.

I fulmini più facilmente osservabili sono quelli fra una nuvola e il suolo, ma sono comuni anche scariche fra due nuvole o all'interno di una stessa nuvola. Inoltre qualsiasi oggetto sospeso nell'atmosfera può innescare un fulmine, si sono osservati infatti fulmini tra una nuvola e un aeroplano, e tra un aeroplano e il suolo.



L'espansione del canale ionizzato genera anche un'onda d'urto rumorosissima, il tuono. L'intensità elettrica di un fulmine varia tipicamente tra i 10 e i 200 kiloampere. Generalmente si descrive il fulmine come una singola scarica, ma sono molto frequenti i casi in cui si verificano una serie di scariche in rapida successione. Tipicamente l'intervallo di tempo tra una scarica e l'altra può oscillare tra i 5 e i 500 millisecondi, e la serie nel complesso può durare anche 1,5 secondi.

Più in particolare, il fulmine è una colonna di gas ionizzato (plasma), con le seguenti caratteristiche fisiche principali:

grandezza fisica valore

corrente elettrica 2 -200 kA

temperatura elettronica 30.000 K

diametro della colonna di plasma 10-50 cm

carica elettrica totale 5 - 10 C

differenza di potenziale 1-10 × 106 V



L'ultimo valore (differenza di potenziale ai capi del fulmine) dipende dalla lunghezza dello stesso: sapendo che il potenziale di rottura dielettrica dell'aria è di 3000 V/mm, un fulmine lungo 300 m sarà generato da una differenza di potenziale di 300 × 3 × 103 = 9 × 105 ≈ 106 V. In realtà, la grande pericolosità del fulmine è dovuta più che alle grandi tensioni, alla corrente che fluisce nel canale d'aria ionizzata: essendo infatti il plasma un ottimo conduttore di corrente, esso permette il fluire di correnti tipiche di migliaia di Ampere (si ricordi qui che basta qualche centinaio di milli-Ampere per causare danni fisiologici gravissimi da folgorazione).

Indice

un brivido lungo la schiena.............