Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Elektroteknik
Efter denna parentes återgå vi för ett ögonblick
till vår hypotes, att blixtstrålen skulle kunna
jämföras med en från åskmolnet nedhängande metalltråd,
kopplad till molnet över ett högt motstånd. Den
första frågan blir då vilken spänning man skall
antaga, att den, som en metalledare tänkta, blixtbanan
har i urladdningsögonblicket. Yore denna
spänning := molnets potential, dvs. av storleksordningen
100 000 kV, skulle strömstyrkan i nedslagsstället
bliva
E
/ cfi - eller om Z = 500
Z
En så hög strömstyrka har ytterst sällan
iakttagits. Blixtbanans spets måste alltså när den träffar
jorden i varje fall hava en betydligt lägre potential
än molnets, om hypotesen skall kunna vara riktig.
Tydligt är emellertid att vandringsvågteorien måste
i väsentliga avseenden kompletteras, om den skall
komma sanningen någorlunda nära.
Fotografering av blixtar med s. k. Boyskamera på
en utomordentligt snabbt förbiilande filmremsa har
avslöjat en hel del om blixturladdningens mekanism.
En blixt börjar med ett antal svaga förurladdningar,
som utgå från molnet och med korta tidsmellanrum
följa samma blixtbana. Yarje sådan urladdning
framtränger ett litet stycke längre än den närmast
föregående, och slutligen når en förurladdning jordytan.
I det ögonblick så sker etableras en svagt lysande
urladdningsbana mellan molnet och jord. (Att den är
relativt svagt lysande innebär, att den ännu är svagt
joniserad och därför har stort ohmskt motstånd.)
I samma ögonblick börjar "huvudurladdningen",
utgående från jordytan, stiga upp mot molnet,
hänty-dande på uppkomsten av en uppåtgående strömvåg
med stor amplitud. Därvid blir blixtbanan mer och
mer lysande med början nedtill, där strömstyrkan
först blir stor.
Yore denna huvudurladdning att jämföra med en
vanlig vandringsvåg, skulle den röra sig med ljusets
hastighet. Nu ha emellertid fotograferingar med
Boyskamera klart visat, att den lysande åskviggens
hastighet upp emot molnet är väsentligt mindre,
V3 eller mindre av ljushastigheten.
Genom ett enkelt fysikaliskt resonemang blir det
möjligt att förstå, varför elektriciteten i blixtbanan
skenbart rör sig långsammare än ljuset.
Låt oss betrakta förurladdningens bana som
ekvivalent med en mycket tunn motståndstråd, som
hänger ned från molnet och som har ett stort
motstånd, av storleksordningen r = 10 000 à 100 000
ohm/km. I beröringspunkten med marken uppstår i.
det ögonblick huvudurladdningen börjar en mycket
kraftig strömspets, som emellertid på grund av det
stora värdet på r redan efter ca 1/100 ßs är starkt
dämpad. Vore nu tråden utan värmekapacitet, skulle
strömvågen ögonblickligen smälta densamma. Av de
smälta ångorna antaga vi bildas en nära nog
motståndslös ljusbåge. Resultatet skulle bliva, att i hela
den del av tråden, på vilken urladdningsströmvågen
hunnit utbreda sig, skulle motståndet vara lågt. Att
motståndet är högt framför strömvågen kan
naturligtvis då icke inverka på dennas utbredning, utan
strömvågen skulle fortplanta sig med ljusets
hastighet som på en motståndslös ledning.
Annat blir det, om man tar i betraktande, att på
grund av trådens värmekapacitet behöves det en
visserligen mycket kort tid för att tråden skall hinna
upphettas till smältning av strömmen. Därav följer,
som nedan skall visas, att blixtkanalens
framträngande måste försenas, och blixtljusstrålen alltså
fortplanta sig långsammare än ljuset.
Uppställning av differentialekvationerna för
ström-och spänningsförloppet i blixtbanan.
A. Med utgångspunkt från Bellachis undersökningar.
I en uppsats i EE okt. 1937 redogör Bellachi
för intressanta undersökningar över
urladdnings-gnistan från impulsbatterier för hög strömstyrka.5
Det visas, att gnistan har en starkt lysande kärna,
i vilken hela strömtransporten sker. Med tre olika
metoder (fotografering, mätning av håldiametern vid
genomslag av papper, mätning av brännsårsdiametern
på en polerad elektrodyta), som alla gåvo tillfyllest
överensstämmande resultat, mättes diametern på
kärnan, och det befanns därvid, att kärnans
genomskärningsarea var direkt proportionell med
strömstyrkevågens amplitudvärde inom det undersökta
strömområdet ca 23,15 till 140 kA. Vid 54 000 A i
kärnan t. e. var arean ca 1,1 cm2, och vid högre eller
lägre strömstyrkor varierade arean alltså i
proportion härtill. Med andra ord, strömtätheten i gnistan
är alltid densamma, ca 50 kA/cm2, åtminstone på
toppen av strömkurvan. (Strömkurvan hade vid
försöken ungefär formen av en halv sinusvåg med en
fronttid av 15 /ts.)
Kärnan (the core) behåller, anser Bellachi, den
emot strömstyrkan svarande arean åtminstone under
den tid strömmen växer, möjligen längre. Detta
skulle bero därpå, att de elektrodynamiska krafterna
hålla ihop kärnan. I och med eller efter det att
strömmen upphör, exploderar kärnan hastigt. Spår
av denna expansion (blåsverkan) kan iakttagas på
de genomslagna papperen i form av en mörkare
fläck omkring det av kärnan alstrade hålet, och med
en yta på ca 10 à 17 ggr hålets (att döma av
resultaten i Bellachis tab. 1). Bellachi anser, att hålets
area motsvarar kärnans area före, och att fläckens
area motsvarar kärnarean efter expansionen till
atmosfärtryck. Antager man, att expansionen skett
adiabatiskt, skulle det nyss nämnda
expansionsförhållandet, 10 till 17 ggr, motsvara ett tryck i kärnan
på resp. 25 à 53 atm. (för en tvåatomig gas).
Bellachi själv anger i stället 40 till 60 atm. Bellachi
beräknar, att vid t. e. 54 kA alstra de
elektrodynamiska krafterna ett tryck av max. ca 30 atm. i
kärnan. Tydligt är att detta tryck skulle räcka till
att åtminstone till stor del balansera gastrycket.
Dels på grund av detta elektrodynamiska mottryck
och dels på grund av luftmassans tröghet kan man
anse, att åtminstone under den korta tid strömmen
är i stigande gasmassan icke hinner expandera
nämnvärt. Den av strömmen alstrade energien uppvärmer
alltså luften under konstant volym. Trycket och
absoluta temperaturen växa därför proportionellt
under uppvärmningsförloppet, ocli följaktligen skulle,
om lufttemperaturen i början vore 290° Kelvin,
temperaturen i kärnan vara, vid de av Bellachi angivna
4 jan. 1941
3
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
