có một hệ thống dây dẫn bên ngoài tòa nhà nối chân những cột thu lôi đó dẫn xuống đất;...Những cột thu lôi sẽ có thể dẫn điện một cách êm ái từ đám mây xuống đất trước khi nó đủ lớn để t[r]
(1)Trường Đại Học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh Khoa Vật Lí Đề tài PPNC: Giáo viên hướng dẫn: TSKH Lê Văn Hoàng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thu Hiền Đào Thị Hiệp Trần Thị Nghiệp Đàng Thị Kim Sắc Lớp Lý Thành phố Hồ Chí Minh_ Tháng 5/2009 (2) Trang Mục lục Mục lục Lời mở đầu I Sét là gì? I.1 Định nghĩa: I.2 Giải thích tượng: II Phân loại sét: II.1 Sét âm, Sét dương: II.2 Sét hòn: II.2.1 Hiện tượng: II.2.2 Đặc điểm: II.2.3 Các lý thuyết sét hòn: III Hậu sét đánh: III.1 Tác hại chung: III.2 Tác hại đến người: 11 IV Phòng chống sét: 17 IV.1 Các phương pháp chống sét: 17 IV.1.1 Dùng lồng Faraday: 18 IV.1.2 Phương pháp truyền thống: 18 IV.1.3 Phương pháp không truyền thống: 19 IV.1.4 Hút sét tia laser: 20 IV.1.5 Phương pháp phòng chống tích cực: 20 IV.2 Thiết bị chống sét: 21 IV.2.1 Thiết bị chống sét là gì? 21 IV.2.2 Công cụ chống sét: 23 IV.2.2.1 Thiết bị chống sét ống ( PT): 23 IV.2.2.2 Chống sét van: 24 Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (3) Trang IV.2.2.3 Chống sét VariSTAR UItraSIL: .28 IV.3 Dự báo sét: 31 IV.3.1 Có thể dự báo giông sét sớm 30 phút: 31 IV.3.2 Kỹ thuật, thiết bị dự báo sét: 32 V Bí ẩn sét và tiềm ứng dụng: 34 V.1 Tiềm năng: 34 V.2 Những điều lý thú sét: 37 V.2.1 Tại lại gọi là sấm sét dơ bẩn ???? 37 V.2.2 Vì sét hay đánh vào vật thể cao chót vót đứng đơn độc? 38 V.2.3 Nguồn tia X sấm sét 39 V.2.4 Sét bóc vỏ cây tươi nào? 41 V.2.5 Sét lựa chọn 42 V.2.6 Khi gặp sét, nên làm gì ? 43 PHỤ LỤC 45 Câu chuyện Franklin: 45 Franklin - Chinh phục lửa thần: 47 Tài liệu tham khảo 53 Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (4) Trang Lời mở đầu Bạn biết không, sét là tượng tự nhiên xảy thường xuyên nhất, quan sát tốt lại là tượng người hiểu biết ít Chúng ta biết đến sét thứ đáng sợ nó có thể phá hoại các công trình xây dựng, thâm nhập vào các thiết bị, phá hỏng đường dây điện Gây nguy hiểm đến chết người các bạn có biết “Sét là thành phần cấu thành sống trên Trái Đất” Những nỗ lực không ngừng các nhà khoa học để điều khiển và nắm bắt nó ngày đêm tiến hành cùng với giấc mơ chinh phục tự nhiên huyền bí tận hôm Họ có thể nói “Sét là tượng làm chúng ta bối rối Nhiều năm đã qua các câu hỏi lớn chưa có lời giải đáp – sét hoạt động nào, bắt đầu bão sấm, và lan truyền xuyên không khí theo cách thức nào?”- nhà vật lý học Joe Dwyer đến từ Viện kỹ thuật Florida Cũng chính vì ít hiểu biết ấy, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu này với mục đích có thể tìm lời giải đáp ẩn sét, mong gì chúng tôi tìm có thể cung cấp cho người kiến thức phổ thông nhằm hiểu rõ thêm mức độ nguy hiểm sét và cách phòng chống sét nào… Quá trình thu thập tài liệu gặp nhiều khó khăn vì nó dài và rộng Nếu có gì sai sót, mong dẫn và góp ý các bạn Nhóm thực Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (5) Trang I Sét là gì? I.1 Định nghĩa: Sét là phóng điện xảy các phần tử tích điện đám mây dông đám mây dông và mặt đất Sự phân tích điện tích trong đám mây vũ tích tạo nên hiệu điện khổng lồ phần đỉnh tích điện dương đám mây với phần chân tích điện âm đám mây và mặt đất tích điện dương nhờ cảm ứng tĩnh điện Một điện hình thành vừa đủ các phần tích điện khác H1.1: Sét đánh tháp Eiffel dấu đám mây mặt đất tích điện dương nhờ cảm ứng và phần chân tích điện âm đám mây thì các điện tích liền bị hút lại gặp tạo tia sét sáng lòa kèm theo tiếng sấm nổ I.2 Giải thích tượng: Nhiều nhà vật lí tin các điện tích bị phân tách các hạt nước và hạt băng đám mây dông cọ xát vào nhau, sau đó chủ yếu đối lưu mà các điện tích dương dồn hết phía đỉnh đám mây còn các điện tích âm thì tập trung phần chân đám mây Hai miền tích điện khác dấu đám mây giống hai tụ điện khổng lồ và không khí chúng là chất cách điện lúc đầu ngăn không cho điện tích chạy lại gặp và nâng dần hiệu điện hai tụ điện Giữa phần chân đám mây dông và mặt đất tích điện cảm ứng là tụ điện với không khí cách điện nằm chen hai tụ điện Khi hiệu điện hai tụ điện đủ lớn để đánh thủng chất cách điện xen hai thì có tia lửa sét phóng qua chúng Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (6) Trang Trái với ý nghĩ nhiều người, phóng điện các phần đám mây dông các đám mây dông với xảy thường xuyên sét phóng đám mây và mặt đất Điện tích di chuyển các phần các đám mây dông dễ dàng đám mây và mặt đất, và đó có phần tư lần sét đánh xảy từ đám mây xuống mặt đất mà thôi Sét bắt đầu hình thành từ luồng dẫn đường, ví dụ phóng từ đám mây xuống phía dưới, chạy dích dắc và phân thành nhiều nhánh Luồng dẫn đường có dạng ngoằn ngoèo là các hạt dẫn điện hình thành cách hoàn toàn ngẫu nhiên Khi luồng dẫn đường tới mặt đất đến đủ gần các điện tích dương có trên mặt đất cảm nhận lực hút từ luồng dẫn đường thì có luồng điện tích dương lên từ vật thể cao cây, tòa cao ốc, tháp Khi luồng dẫn đường và luồng lên gặp thì phóng điện đám mây và mặt đất diễn ào ạt Đường tia sét đầu là từ điểm tiếp xúc với mặt đất sau đó nhánh luồng dẫn đường lại liên tiếp phóng điện xuống đất để lôi luồng điện dương lên nhiều Hiệu điện phóng điện sét lên đến hàng trăm triệu vôn, Những tia lửa tĩnh điện khổng lồ xé toạc khí với tốc độ 60 triệu dặm/giờ Cường độ dòng điện luồng sét đạt từ 25000 đến 30000 ampe Sự phóng điện sét xảy khoảng thời gian khoảng phần tư giây đồng hồ Tiếp theo sau phần nhìn thấy cú sét đánh là giai đoạn không nhìn thấy cột điện tích kéo dài từ đám mây xuống đất Sự phóng nhanh các điện tích xuống đất tạo va chạm chúng và không khí làm phát sinh ánh sáng chói lòa kèm theo hiệu ứng nổ inh tai Bán kính cột điện tích dánh xuống đất trung bình khoảng 6m, các điện tích phóng mạnh xuống chạy lan theo mặt đất và các dòng điện trên đất này cực kì nguy hiểm Sét là thành phần cấu thành sống trên trái đất Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (7) Trang II Phân loại sét: II.1 Sét âm, Sét dương: Sét gây tác hại cho người nó đánh xuống đất Trong loại sét đánh xuống đất người ta phân chúng làm hai loại: sét âm và sét dương; Sét âm (90%) chủ yếu xuất từ phần đám mây đánh xuống đất Sét dương thường xuất từ trên đỉnh đám mây đánh xuống Loại sét dương này xuất bất ngờ và đôi nguy hiểm vì trời quang và phần chưa mưa II.2 II.2.1 Sét hòn: Hiện tượng: Tồn dạng vật thể bay cháy sáng thời gian dài Đi kèm với tượng sấm chớp có mưa to Xuất dồng thời với tia sét đánh từ mây xuống đất, cách mặt đất vài mét II.2.2 Đặc điểm: Dạng hình cầu, hình trứng, hình que hay hình H2.1: Sét hòn bay vào phòng giọt nước Kích thước lớn quan sát 40-50cm Sét hòn có nhiều màu khác nhau, thông thường là màu đỏ, da cam và màu vàng Chúng không thiết phải toả sáng rực rỡ H2.2: Sét hòn đuổi theo xe có thể nhìn thấy rõ ánh sáng ban ngày Chuyển động theo phương nằm ngang với vận Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (8) Trang tốc vài m/s, và tồn không quá 5s Chúng thường bám vào các đồ vật kim loại như: hàng rào dây thép gai hay đường dây điện thoại Phân rã theo hai cách: im lặng hay kèm theo tiếng nổ, sau phân rã có thể còn để lại chút sương mù hay chất bã Hiếm quan sát thấy sét hòn phân rã thành hai hay nhiều sét hòn nhỏ II.2.3 Các lý thuyết sét hòn: Mô hình nạp lượng bên trong: Là loại khí hay không khí “hành xử” cách bất thường khí cháy chậm Là cầu không khí bị nung nóngở áp suất khí H2.3: Hình ảnh sét hòn Là khối plasma mật độ cao, với các tính chất lượng tử đặc trưng cho chất rắn Là cấu hình dòng điện khép kín trì từ trường nó sinh Là vùng không khí xoáy Là trường xạ vi sóngtrong vành đai plasma hình cầu mỏng Mô hình lượng bên ngoài: Năng lượng sóng vô tuyến hội tụ từ đám mây tích điện có thể hình thành và trì sét hòn Một dòng điện không đổi chạy từ đám mây xuống đất co lại tiết diện ngang vùng có độ dẫn cao Các hạt vũ trụ phóng xạ có thể hội tụ điện trường dông, chúng tạo phóng điện không khí, điểm sinh sét hòn Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (9) Trang Lý giải phù hợp sét hòn Nội dung thuyết: Trong số các mô hình sét hòn, có lý thuyết nhà vật lý Nga Nobel Pyotr Kapista (mô hình Trường điện từ tần số cao) là nhiều người quan tâm chỉnh lý, bổ sung Ban đầu, Kapitsa coi sét hòn là phóng điện phi điện cực, tạo các sóng đứng siêu cao tần UHF, nguồn gốc chưa rõ, tồn mặt đất và đám mây.Trên H2.4: Qua ống khói sét đột nhập vào nhà sở lý thuyết này, Giáo sư Peter H Handel, Đại học Missouri (Mỹ) đã đưa lý thuyết Soliton-Maser năm 1975.Theo đó, sét hòn ngoài trời tạo maser khí có thể tích nhiều km3 Maser là thiết bị tạo khuếch đại xạ vi sóng, giống laser là thiết bị tạo khuyếch đại ánh sáng Trong số điều kiện định, maser tạo điện trường định xứ (hay soliton), xuất sét hòn quan sát Nói cách khác, sét hòn là các soliton (các giả hạt) maser tạo không khí Tuy nhiên, xuất chưa tạo phòng thí nghiệm Lý thuyết đúng thực tế: - Sét hòn không có mặt các vách núi cao, nhà cao tầng hay các điểm cao thường thu hút các loại sét khác Chính điều đó khiến nhiều người nghi ngờ tồn chúng Tuy nhiên, theo lý thuyết Soliton-Maser, các vùng không gian chật hẹp bên cạnh các cấu trúc độ cao lớn là không thích hợp cho xuất sét hòn Ngược lại, sét đánh xuống cánh đồng vắng, trường tác động cao km và rộng tới 10 km - Sét hòn vô hại khoang máy bay, tàu ngầm hay ngôi nhà có cấu trúc dẫn điện Theo lý thuyết Soliton-Maser, lượng maser các Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (10) Trang cấu trúc đó khoảng 10 jun, so với mức hàng tỷ jun ngoài trời, nên không nguy hiểm người - Sét hòn ngoài trời thường kết thúc vụ nổ mạnh, đôi có sức phá hoại ghê gớm Điều đặc biệt là các đồ vật có tính dẫn điện chịu tác động mạnh nhiều so với vật không dẫn điện Tạo sét hòn phòng thí nghiệm: Các nhà nghiên cứu viện Max Planck và Đại học Humboldt Berlin đã lợi dụng tượng phóng điện nước để tạo đám mây plasma sáng chói tương tự sét hòn, tồn gần nửa giây và có đường kính tới 20cm Khoảng năm trước, nhóm nghiên cứu St.Peterburg đã thành công phóng điện trên mặt nước để tạo nên cầu phát sáng có dạng gần giống với sét hòn tự nhiên Từ đó có sở để tin sét hòn sinh từ tương tác tia sét và nước III III.1 Hậu sét đánh: Tác hại chung: Theo ước tính giây đồng hồ có khoảng trăm sét đánh xuống mặt đất Sét gây các tai nạn cho người, phá hoại các công trình xây H3.1 dựng, lượng điện, hàng không, thiết bị điện tử, các đài, trạm quan sát tự động, các hệ thống thông tin liên lạc, trạm viễn thông,.v.v Trong năm gần đây, cùng với phát triển kỹ thuật đại thì phá hoại sét ngày càng tăng Theo báo cáo và khảo sát thống kê, các hư hỏng sét gây các công trình viễn thông là nghiêm trọng : làm chết và bị thương hàng trăm Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (11) Trang 10 người, phá hỏng hàng chục máy biến áp (trong đó có trên 11 trạm biến áp có công suất từ 100kA đến 180kA), gây hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam Ví dụ vào tháng 5/2000 sét đánh vào đường dây cung cấp trung AC gây hỏng thiết bị chống sét phần hạ áp trạm biến thế, dòng sét cảm ứng vào cáp điện thoại, cáp trung kế từ chuyển mạch sang truyền dẫn gây thiệt hại nghiêm trọng cho các card nguồn, card trung kế, và card thuê bao hệ thống tổng đài NEAX 61S trạm HOST Phủ Lý Hà Nam Vào cuối tháng 10/2000 sét đánh gây hỏng Card Modem trạm VMS2 thiệt hại ước tính 3000 USD v.v CÁC DẠNG TÁC ĐỘNG CỦA SÉT ĐẾN THIẾT BỊ ĐIỆN NHẠY CẢM Các thiết bị điện tử nhạy cảm quá trình sử dụng chịu các dạng tác động chính sau: Tác động tĩnh điện: Tác động tĩnh điện sét đến các thiết bị liên quan đến ảnh hưởng trường điện giai đoạn trước lúc xảy sét., giai đoạn tiên đạo, giai đoạn sét chưa kết thúc sét các đám mây Tác động điện từ: Tác động điện từ sét có liên quan đến ảnh hưởng cảm ứng dòng điện kênh sét các thiết bị nầy gần vùng ảnh hưởng khoảng cách tương ứng với chiều dài kênh sét ảnh hưởng các xung điện từ Tác động dòng sét: Tác động dòng sét liên quan đến sét đánh trực tiếp các công trình xây dựng gần các công trình đó Tác động Galvanic: Tác động Galvanic có liên quan đến dòng sét chảy đất và đồng thời phận dòng sét rẽ nhánh vào thiết bị thông qua hệ thống tiếp đất Tác động thứ cấp ( tạp âm thứ cấp): Tác động thứ cấp có liên quan đến ảnh hưởng tạp âm điện từ lên các mạch thứ cấp thiết bị ( viễn thông ) mà nguồn tạp âm là từ các mạch sơ cấp chịu ảnh hưởng trực tiếp các dạng tác động đã nêu Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (12) Trang 11 Các đường chính sét xâm nhập vào thiết bị Sét đánh thẳng vào công trình Sét xâm nhập qua thiết bị anten Sét xâm nhập qua các đường dây treo Sét xâm nhập qua đường cáp đặt ngầm Sét xâm nhập qua cáp nối các thiết bị Sét xâm nhập qua các mạch cung cấp điện cho thiết bị viễn thông Sét xâm nhập qua hệ thống tiếp đất và các điểm đấu chung III.2 Tác hại đến người: Sét không phá hoại môi trường, các công trình mà còn gây hậu nghiêm trọng người bị sét đánh Người ta đã thống kê là, triệu lần sét đánh xuống đất thì trung bình có 100 trường hợp đánh trúng người và nửa số đó gây chết người còn nửa gây thương tích từ nhẹ đến nặng Một số trường hợp đặc biệt có người bị sét đánh hoàn toàn không bị thương tích thường để lại hậu nghiêm H3.2 trọng mặt tinh thần Sét có thể gây thương tích cách thức sau: Sét đánh thẳng vào vị trí nạn nhân từ trên đám mây xuống Khi nạn nhân đứng cạnh vật bị sét đánh Sét có thể phóng qua khoảng cách không khí người và vật Trong trường hợp này gọi là sét đánh tạt ngang Sét đánh nạn nhân tiếp xúc với vật bị sét đánh Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (13) Trang 12 Điện bước Khi người tiếp xúc với mặt đất vài điểm Sét lan truyền trên mặt đất Sét lan truyền qua đường dây cáp tới các vật điện thoại, tivi (vô tuyến), ổ cắm Theo thống kê thì sét đánh thẳng là nguy hiểm nhất, 10 người bị sét đánh thẳng thì người chết Sét đánh tiếp xúc hay tạt ngang nguy hiểm Khi sét đánh xuống cây, thì tia sét có thể giết chết vài người xung quanh Độ nguy hiểm phụ thuộc vào chất vật bị sét đánh và vị trí tương nạn nhân Thương vong điện bước nhẹ Trong số trường hợp lượng tia sét không tiêu tán chỗ mà truyền theo mặt đất và nạn nhân đứng trên đường truyền đó có thể bị liệt Trong số trường hợp tồi tệ nạn nhân bị vấn đề với việc lại sau này Thường thì điện bước gây hiệu ứng tạm thời và ít để lại hậu sau này Trong thực tế sét lan truyền xuất nạn nhân nói chuyện điện thoại, cầm vào các dây cáp, dây anten dẫn từ ngoài vào Sét đánh để lại hậu cho thể tương tự trường hợp bỏng vì điện giật Tuy nhiên, bỏng sét đánh không phải gây tử vong Thực tế, tử thần cướp tối đa sinh mạng 10% tổng số nạn nhân trúng sét Phá hỏng "máy tính trung tâm": Não là phận hay bị chấn thương sau bị sét đánh Não đóng vai trò máy tính trung tâm người Hãy hình dung, điều gì xảy ra, trường hợp dòng điện cung cấp cho dàn máy tính, mà chúng ta sử dụng hàng ngày đột ngột tăng cao, dù thời gian phần tư giây Cho dù mắt thường không thấy gì thay đổi, song chắn dàn máy hoạt động không thể trước, khó khởi động số chương trình,và trục trặc xảy với số chức Tình trạng tương tự xảy với não nạn nhân sét đánh Bộ não vốn là quan chứa đầy cấu trúc phức tạp đủ loại "dây cáp" protein liên tục chuyển giao xung điện Thế nên, "cú đấm" dòng điện có cường độ hàng Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (14) Trang 13 chục ngàn ampe chắn gây tổn thất không nhỏ cho mạng thần kinh Những nạn nhân bỏng điện thường gặp trục trặc với nhớ, thường bị trầm uất thay đổi tính nết Cái khó ẩn giấu chỗ: không phải dấu hiệu đó xuất tức thì, sau tai hoạ Tại ? Chính xác không biết Không trường hợp, chí áp dụng kỹ thuật xét nghiệm cộng hưởng từ chụp X-quang không cho kết rõ ràng khẳng định não bị tổn thương Theo các chuyên gia giàu kinh nghiệm, dòng điện mạnh có thể dẫn đến tình trạng huỷ diệt màng lipit-protein (mielina) bảo vệ tế bào thần kinh đồng thời thực chức cách điện Như vậy, mạng điện bị chập, lớp cách điện tác dụng Điều này lý giải vì nạn nhân sau đó thường thấy, thí dụ, tượng đau đớn khó xác định nguồn gốc Tiếc đó chưa phải là tất Dòng điện sét đánh chạy qua thể chúng ta có thể phần triệu giây, song thường dẫn đến tổn thương hệ bắp và xương - khớp Mồ hôi sôi lên, giày bị cháy thành than: Một điều không kém bí ẩn là tác động sét nó xuyên qua thể Tưởng điện tích hàng chục triệu von và dòng điện hàng trăm ngàn ampe phải giết chết người khoảnh khắc Nhưng số người không hiểu lại sống sót, mà không phải có vài người Ở Mỹ số này là gần 900 người/năm Đó là thông báo Hội người sống sót sau bị sét và dòng điện đánh (LS&ESSI) Theo bác sĩ thần kinh Nelson Hendler (Mỹ), người này muốn để người ta nghiên cứu họ, ít lao vào vấn đề này vì cho sét và dây dẫn trần hoạt động Hóa là không phải Đôi sét không để lại dấu vết gì trên thể, lại xuyên qua các phận bên Hoặc ngược lại, sượt qua bên ngoài làm cháy áo quần và giày Đã có trường hợp trên thể người mồ hôi sôi lên, tạo đám mây bao bọc xung quanh Những đồng xu túi quần người bị nóng chảy ra, biến thành cục đồng, Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (15) Trang 14 người khác vàng bị chảy, người khác bị chảy dây chuyền trên cổ và khóa kéo trên quần Nhưng họ sống sót Các dây thần kinh “cháy” dây dẫn: Những nghiên cứu cho thấy người thoát chết vìmặc dù luồng điện phóng có công suất lớn khủng khiếp “xuyên” qua thể vòng vài phần triệu giây Và không phải lúc nào kịp đốt cháy Cường độ tác động phụ thuộc vào trở kháng các quan và mô, trung bình khoảng 700ohm Số ohm càng lớn, hậu càng nặng nề Theo bà Mary Enn Kuper, nhà nghiên cứu các chấn thương sét và chuyên gia hồi sức Mỹ, mạch điện chúng ta - sợi thần kinh, bị “cháy” đầu tiên Trong trường hợp nhẹ vỏ bảo vệ các sợi này, chất giống lớp cách ly các dây dẫn, bị tổn thương Tỉnh lại sau sốc, nạn nhân chí có thể không cảm thấy thay đổi Đôi tác động thể sau vài tháng, các sợi thần kinh bắt đầu “đoản mạch” và tạo chỗ tiếp xúc nơi lẽ không cần có Điều đó giải thích số vấn đề người sống sót Thực tế nhiều thành viên LS&ESSI than phiền định hướng cử động kém, chứng co giật, ù tai, đôi không kiểm soát tiểu tiện, trở nên cáu gắt Một người đàn ông bị sét đánh chí còn cạo trọc đầu, không phải vì đó là mốt mà không chịu việc tóc thường xuyên “lay động” Nhưng có tác động tích cực ghi nhận Một người tên Ian Glovache từ Cộng hòa Séc cho biết hồi phục đáng kinh ngạc khả tình dục đã trước bị sét đánh Theo bà Mary Enn, có thể đã xảy “đoản mạch” tủy sống và xuất liên kết có tác dụng khôi phục việc truyền các sung thần kinh đảm trách cương cứng Phomai chảy: Có trường hợp sét đánh thẳng vào đầu Khi đó hậu nghiêm trọng, từ nổ mắt, hôn mê và tê liệt hoàn toàn đến hành vi cư xử lạ lùng Một bệnh nhân tiến sĩ Hedler sau bị sét đánh đã “hồi tưởng” lại tuổi thơ và có Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (16) Trang 15 hành vi đứa bé tuổi Người khác thì bị trí nhớ ngắn hạn, còn phải ghi giấy việc để đồ vật mình đâu, không không thể tìm thấy chúng Ảnh chụp cộng hưởng từ cho thấy sét ngắt phần đáng kể não người này Nhưng thường tổn thương bị điểm và cùng lúc vài chỗ Các nhà nghiên cứu chí có thuật ngữ “đầu phomai Thụy Sỹ”, với nghĩa là chỗ bị tổn thương nằm phân tán, các lỗ hổng trên phomai cứng Không có thể nói trước “các lỗ hổng” xuất đâu, rõ ràng bất thường phụ thuộc vào vị trí chúng Ông Harold Dean bang Missouri trở nên tiếng vì ông không có cảm giác lạnh Thậm chí mùa đông ông mặc áo phông Chị Elen Vard Anh thì lại có cái mũi thính mũi chó Lần theo mùi, chị có thể tìm thấy các vật mà trước đó có người đã sờ vào Còn Hunter Lunge Berlin lại có khả toán học kinh ngạc: nhân nhẩm số sáu chữ số Nói cách khác sét có thể biến người trở nên giống thể đột biến Nhưng thú vị là hóa não người còn tiềm ẩn khả để hoàn thiện Cầu chì tác dụng: Có số người sau bị sét đánh đã có thể nhìn xuyên qua người khác Một phụ nữ có thể xóa các sọc từ trên thẻ tín dụng và các vé tàu xe cách sờ tay vào Bà bị tổn thương vài chỗ phần trán não Một người đàn ông bị “lỗ hổng” phần thái dương trái nói cảm thấy xạ điện từ Trên thực tế anh xác định dây dẫn có dòng điện hay không Thử nghiệm các nhà khoa học cho thấy việc ngắt vài phần não, đóng vai trò kiểu cầu chì, có thể làm tăng khả làm việc não Nhưng biết chỗ nối hay “đoản mạch” mạng lưới thần kinh dẫn đến hậu nào? Có vẻ đôi sét có khả “hàn” các tiếp điểm, vi mạch máy tính Sét không làm tê liệt hệ thần kinh, mà nó còn làm nảy sinh khả bất thường siêu tự nhiên Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (17) Trang 16 Xảy tình trạng vậy, bắp co thắt mạnh, bị bỏng điện Hiện tượng bắp co thắt đột ngột có thể là nguyên nhân gẫy xương chấn thương vòm bụng Cá biệt, nạn nhân sét đánh còn bị tắt thở tình trạng co thắt hoành và ngực Tắt thở có thể vì trung tâm hô hấp bị bỏng nặng Quả tim thường rung điên, trường hợp bị tia sét xuyên thủng Hoạt động tim bị rối loạn thay vì co bóp nhịp nhàng, các tế bào tim rung bần bật Thảng tế bào còn bị tượng "chai lỳ", khiến cho máu không thể đến các phận bị bỏng chấn thương Sự lưu thông máu bị ngưng trệ Nạn nhân bị bất tỉnh vì thiếu ô xy, tim ngừng đập não tê liệt Không riêng nơi mà mà nhiều nơi trên trái đất chịu hậu sét đánh tùy mức độ, Việt Nam nằm tầm ảnh hưởng đó Cụ thể theo thống kê các vụ sét đánh chết người vài ngày đầu mùa mưa giông 2006 và tháng cuối năm 2007 Việt Nam sau: Khoảng 12 ngày 26 tháng 3, mưa giông kèm sét đánh chết hai anh em ruột người Cơ tu tỉa lúa trên rẫy, địa bàn thôn A Dinh (thị trấn P’Rao, Đông Giang, Quảng Nam) Khoảng 18 ngày tháng 6, sét đánh chết năm người bốn xã thuộc huyện Ân Thi (Hưng Yên) Nạn nhân là ba trẻ em, hai phụ nữ chăn bò và gặt lúa Cũng khoảng này cùng ngày, sét đánh chết hai bà cháu gặt lúa cánh đồng Trong Chuôm (thôn Yên Ngô, An Bình, Thuận Thành, Bắc Ninh) Trước đó, khoảng 16 cùng ngày, sét đánh chết khách du lịch Thùy Vân (TP Vũng Tàu) Lúc 20 sáng ngày tháng 7, cánh đồng hai xã Hồng Minh và Minh Hóa (Hưng Hà, Thái Bình), sét đánh chết hai người và làm bị thương năm người làm đồng Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (18) Trang 17 Hồi 45 sáng ngày tháng , mưa kèm sấm sét đánh chết hai người và làm bị thương ba người cánh đồng thôn Văn (xã Song Lãng, Vũ Thư, Thái Bình) Lúc 17 35 chiều ngày tháng , sân bóng đường Trần Văn Hoài, Quận Ninh Kiều ( TP Cần Thơ), mưa lớn kèm theo tia sét lớn, tia sét đã đánh chết Châu Hoàng Tuấn chết chỗ, ngoài còn nhiều người bị thương nặng và nặng IV Phòng chống sét: IV.1 Các phương pháp chống sét: Vì sét là tượng ngẫu nhiên cho nên không có vị trí an toàn tuyệt đối Tuy nhiên việc chủ động đề phòng tránh sét tìm nơi an toàn có thể làm giảm đáng kể khả bị sét đánh Cần phải hướng dẫn giáo dục phòng chống sét an toàn cho người Do đó cần phải: Lên kế hoạch trước: Nghe dự báo thời tiết Khi nghe tin dự báo thời tiết lên kế hoạch làm việc để đề phòng Khi làm khu vực nào đó, để ý trước các nơi có thể trú mưa và tránh sét an toàn Phải tính thời gian từ chỗ làm việc đến nơi an toàn Thường thì dông kéo đến nhanh vòng 15 phút và di chuyển với vận tốc 40km/giờ Nói chung nơi không an toàn thì cần phải để ý đến các dấu hiệu dông mây đen, không khí lạnh, gió Thực quy tắc nhìn-nghe: Khi sét xảy ra, tiên ta thấy tia chớp loé lên và sau đó là có tiếng sấm kèm theo Nếu bạn tính khoảng thời gian từ lúc tia chớp loé lên và lúc nghe thấy tiếng sấm thì có thể xác định khoảng cách tới nơi sét xảy Chia số giây cho ta khoảng cách đến tia sét Ví dụ đếm giây thì sét cách vị trí đứng là 3/3= 1km Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (19) Trang 18 Nên nhớ khoảng thời gian bạn đếm từ thấy chớp và nghe tiếng sấm nhỏ 30 giây, thì bạn đã nằm tầm ngắm tia sét và phải cẩn thận Nếu thời gian này nhỏ 20 giây thì phải di chuyển đến nơi an toàn Khi nghe thấy tiếng sấm đầu tiên là gì cần phải thấy nguy hiểm đã đến Sét có thể đánh cách xa nơi có mưa tới 15-20km Dưới đây là các phương pháp chống sét : IV.1.1 Dùng lồng Faraday: Đây là lồng kim loại bao kín khu vực bảo vệ Theo lý thuyết sóng điện từ thì đây là phương pháp lý tưởng để phòng chống sét PPCS này sử dụng bảo vệ số khu vực đặc biệt nơi chứa thuốc nổ, hạt nhân Tuy nhiên phương pháp này tốn kém và không khả thi trên thực tế áp dụng cho tất các công trình Có số phương pháp dạng này cần quan tâm tạo lồng Faraday không lý tưởng khá tốt phòng chống sét IV.1.2 Phương pháp truyền thống: Benjamin Franklin (1752) đã đề xuất phương pháp chống sét (PPCS) bảo vệ nhà cửa thuyền bè Ông dùng kim thu sét kim loại đặt trên đỉnh nóc nhà, nối với dây kim loại dẫn xuống đất Franklin nghĩ PPCS này thực hai nhiệm vụ: làm chệch hướng tia sét vào nhà và dẫn lượng xuống đất và phân tán lượng điện trên mây và ngăn chặn tia sét Qua kiểm chứng trải qua 250 năm qua, thực PPCS Franklin và hệ tương đương phương pháp này đã thật giảm thiệt hại nhà cửa, thuyền tàu PPCS Franklin và hệ tương tự không phân tán điện tích và không ngăn chặn tia sét Phương pháp chống sét truyền thống có hai dạng là: hệ gắn thẳng với nhà và hệ bao quanh hay nằm trên Hệ Franklin là thí dụ hệ gắn thẳng và sử dụng rộng rãi Quy phạm NFPA 780 đã quy định chiều cao và cách bố trí kim thu sét, kích cỡ dây nối đất, cách thực và đặc tính hệ nối đất Gần đây vài kiểm chứng cho thấy kim tù làm việc tốt kim nhọn Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (20) Trang 19 Hệ Franklin bao quanh hay nằm trên hay còn gọi là hệ mắt xích hay lưới Nó thường bao gồm hệ dây dẫn trên đỉnh treo trên các cột và nối với hệ thống đất Các dây này thường đặt cách nhà khoảng 10 - 20 m Hệ này có ưu việt là nó tiếp nhận tia sét thì tia sét cách xa khu vực bảo vệ xa hệ Franklin nối trực tiếp Dạng bảo vệ này thường đắt dạng gắn trực tiếp Thực nghiệm cho thấy, hệ Franklin không cho hiệu chống sét 100% Tuy sét đánh vào kim thu sét nhiều và hiệu PPCS là khá tốt, song nhiều kết thực nghiệm cho thấy sét có thể bỏ qua kim thu sét mà đánh trực tiếp vào nhà mặc dù có thể làm kim thu sét lên cao Ngay sét đánh vào kim thu sét thì dây nối đất không hiệu cho việc dẫn các thành phần tần số cao tia sét có các vật kim loại gần Các nhà có chứa các dụng cụ nhạy cảm với sét các thiết bị điện tử bị hỏng hóc Đối với các thiết bị nhạy cảm này cần phải có thiết bị chống sét chuyên dụng Như vậy, phương pháp truyền thống nhiều năm qua đã chứng tỏ khả bảo vệ nó, nhiên yêu cầu cao thì nhược điểm nêu trên có thể gây thiệt hại khôn lường IV.1.3 Phương pháp không truyền thống: Một số hệ chống sét khác với dạng Franklin lên hàng chục năm gần đây Đáng chú ý là: Hệ phát xạ sớm Những người bảo vệ hệ dùng kim thu sét phát xạ sớm cho kim này phóng tia tiên đạo lên sớm so với hệ Franklin Một vài dụng cụ sử dụng gây phát xạ sớm nguồn phóng xạ và kích thích điện kim Năm 1999, 17 nhà khoa học Hội đồng khoa học ICLP (International Conference on Lightning Protection) tuyên bố phản đối phương pháp này Hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán lượng sét) Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (21) Trang 20 Hệ ngăn chặn sét với mục đích là phân tán điện tích mây dông trước nó phóng điện Hay nói khác tạo đám mây điện dương khu vực để làm chệch tia sét khỏi khu vực bảo vệ Nhiều dạng dụng cụ phân tán sử dụng, chủ yếu cấu tạo nhiều kim mũi nhọn nối đất Những điểm này có thể dạng lưới kim loại, bàn chải Các dụng cụ này có tác dụng chuyển điện tích dương từ đất vào khí Nhưng vấn đề đây là các đám mây dông tạo điện tích và chuyển động nhanh Liệu các thiết bị này có kịp tạo đám mây điện tích để làm chệch tia sét hay không? Chưa có thông tin khoa học tin cậy nào thông báo khả này hệ thống có đủ tốc độ để làm lệch hướng tia sét xuống khu vực bảo vệ IV.1.4 Hút sét tia laser: Ngày chúng ta cần chống sét cho các công trình đại đòi hỏi PPCS có hiệu cao Nhằm tìm kiếm giải pháp chống sét 100%, các công ty hàng năm đầu tư hàng triệu đôla cho công việc nghiên cứu hút sét laser Các nhóm nghiên cứu mạnh vấn đề này là giáo sư Bazelyan (Nga), giáo sư Zen Kawazaki (Nhật) Đã có kết bước đầu Tại Nhật, năm 1997 sau nhiều lần thử nghiệm người ta đã lần thu tia sét cách này Theo ý kiến các chuyên gia, kỹ thuật có thể thực Khó khăn chỗ đồng hoá và chi phí cho cú chống sét phương pháp này có thể nói đắt vàng Hướng nghiên cứu này tiếp tục IV.1.5 Phương pháp phòng chống tích cực: Một dạng phương pháp sử dụng có hiệu năm gần đây là dự báo dông sét sớm Nhờ vào các thiết bị đại đa, vệ tinh, các hệ thống định vị phóng điện, người ta có thể dự báo khả có dông sét xảy khu vực khoảng thời gian từ vài đến 30 phút Các phương pháp này ứng dụng rộng rãi hàng không, điện lực, an toàn cho người Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (22) Trang 21 IV.2 Thiết bị chống sét: IV.2.1 Thiết bị chống sét là gì? Thiết bị chống sét là thiết bị ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ quá điện áp khí Khi xuất quá điện áp nó phóng điện trước làm giảm trị số quá điện áp đặt lên cách điện thiết bị và hết quá điện áp tự động dập tắt hồ quang dòng điện xoay chiều, phục hồi trạng thái làm việc bình thường Để làm nhiệm vụ trên thiết bị chống sét cần đạ̣t các điều kiện sau đây: Đặc tính V-s thấp đặc tính V-s cách điện: Đây là yêu cầu vì nó liên quan đến tác dụng và lí tồn thiết bị chống sét Tuy nhiên thực việc phối hợp đặc tính V-s không dễ dàng Trong thiết kế và chế tạo thiết bị điện thường dùng các biện pháp làm điện trường để nâng cao cường độ cách điện và dải kết cấu cách điện Do cách điện thường có đặc tính V-s tương đối phẳng và đặc tính V-s thiết bị chống sét phải phẳng để không xảy giao chéo khoảng thời gian bé Có khả dập tắt nhanh chóng hồ quang dòng xoay chiều: - Khi quá điện áp, thiết bị chống sét làm việc (phóng điện) để tản dòng xuống đất đồng thời tạo nên ngắn mạch chạm đất Khi hết quá điện áp phải nhanh chóng dập tắt hồ quang dòng ngắn mạch chạm đất trước phận bảo vệ rơle làm việc để hệ thống điện tiếp tục vận hành an toàn - Tùy theo các nguyên tắc và biện pháp dập hồ quang khác mà thiết bị chống sét phân các loại chống sét ống, chống sét van, chống sét van - từ, Loại khe hở bảo vệ không có phận dập hồ quang nên nó làm việc dòng điện ngắn mạch chạm đất lưới điện lớn thì hồ quang không tự dập tắt và ngắn mạch chạm đất kéo dài Do đó loại này dùng bảo vệ đường dây các lưới có dòng ngắn mạch chạm đất bé (lưới có trung tính cách điện nối đất qua cuộn Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (23) Trang 22 dây hồ quang) có phối hợp với thiết bị tự động đóng lại (TĐL) để bảo đảm cung cấp điện liên tục - Loại chống sét ống dựa vào các chất sinh khí để tự dập hồ quang (tương tự máy ngắt phụ tải) - Loại chống sét van có trang bị dập hồ quang hoàn chỉnh dựa trên nguyên tắc chia cắt hồ quang thành nhiều đoạn ngắn và dùng điện trở không đường thẳng để hạn chế trị số dòng điện hồ quang (dòng xoay chiều) - Loại chống sét van từ có phận dập hồ quang phức tạp chống sét van nó dùng thêm từ trường để di chuyển hồ quang nên dập hồ quang có trị số dòng điện lớn nhiều Có mức điện áp dư thấp so với cách điện thiết bị bảo vệ: - Sau phóng điện, điện áp còn trên thiết bị chống sét (áp dư) tác dụng lên cách điện thiết bị, điện áp này lớn có thể gây nguy hiểm cho thiết bị điện - Với loại khe hở bảo vệ và chống sét ống giảm điện áp dư chủ yếu cách giảm điện trở phận nối đất (áp dư Udư=Is.RXK) Thiết bị chống sét không làm việc có quá điện áp nội bộ: - Yêu cầu này thực cách điều chỉnh (khoảng cách) khe hở phóng điện thiết bị chống sét Ngoài bốn yêu cầu trên với loại còn yêu cầu riêng, cần thêm vai trò chống sét trạm biến áp quan trọng vì nó định việc lựa chọn mức cách điện xung kích thiết bị, tức là liên quan đến kết cấu và giá thành thiết bị Việc phát huy tác dụng thiết bị chống sét không phụ thuộc đặc điểm riêng chúng mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố cải thiện phận nối đất, sơ đồ truyền sóng, phần bảo vệ đoạn tới trạm, vị trí đặt thiết bị chống sét, Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (24) Trang 23 IV.2.2 Công cụ chống sét: IV.2.2.1 Thiết bị chống sét ống ( PT): Cấu tạo: Phần chính thiết bị là ống làm chất vật liệu tự sinh khí, chất phibrobakêlít với loại PT dẻo viniplast với loại (PTB), đầu có nắp kim loại giữ điện cực còn đầu hở và đặt điện cực hình xuyến Khe hở S gọi là khe hở (hoặc khe hở dập hồ quang) còn S2 là khe hở ngoài có tác dụng cách li thân ống với đường dây để nó không bị hư hỏng dòng dò Nguyên lí: Khi có quá điện áp hai khe hở phóng điện dòng điện sét qua chống sét vào phận nối đất Sau hết dòng điện xung kích, có dòng điện tần số công nghiệp (dòng ngắn mạch chạm đất) qua chống sét Dưới tác dụng hồ quang, dòng ngắn mạch sinh chất sinh khí bị phát nóng sản sinh nhiều khí, áp suất khí tăng tới vài chục at, và thổi tắt hồ quang (thổi phía đầu hở ống 3, dòng xoay chiều qua trị số lần đầu tiên) Đặc tính V-s phụ thuộc vào khoảng cách khe hở và ngoài chống sét và có dạng giống khe hở bảo vệ Sau phóng điện điện áp dư trên chống sét là phần điện áp giáng trên phận nối đất đó các nơi đặt chống sét ống cần nối đất tốt Độ dài khe hở ngoài chọn theo điều kiện phối hợp cách điện (phối hợp đặc tính V-s) và có thể điều chỉnh phạm vi định, còn khe hở định khả dập hồ quang Để dập hồ quang ống cần đủ khí, điều này phụ thuộc vào dòng điện hồ quang, phải quy định giới hạn dòng điện hồ quang Thay đổi khoảng cách S và đường kính ống sinh khí làm thay đổi giới hạn dòng điện Khi đặt chống sét bất kì điểm nào lưới điện cần phải kiểm tra dòng ngắn mạch nối đất điểm đó, để đảm bảo chống sét có thể tự dập tắt hồ quang mà không bị hư hỏng Khi chống sét làm việc nhiều lần, Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (25) Trang 24 chất sinh khí hao mòn Khi đường kính ống tăng quá thiết bị xem tác dụng Khi làm việc, chống sét ống có thải khí bị ion hóa; đó lắp chống sét trên cột phải lắp cho khí thoát không gây nên phóng điện các pha phóng điện xuống đất, muốn phạm vi thoát khí nó phải không có dây dẫn pha khác, không có kết cấu nối đất phạm vi thoát khí chống sét ống pha khác Chống sét ống chủ yếu dùng bảo vệ các đường dây không có dây chống sét Khó khăn lớn là phải đảm bảo trị số dòng điện ngắn mạch chạm đất điểm đặt chống sét nằm phạm vi giới hạn trên và dòng điện cắt Khi dùng nó hệ thống công suất bé đặt chống sét ống với mật độ quá dày không đảm bảo yêu cầu giới hạn dòng cắt Ngược lại hệ thống công suất lớn có thể vượt quá trị số giới hạn trên Chế độ vận hành hệ thống thay đổi luôn làm dòng ngắn mạch khó đáp ứng yêu cầu trên Các nhược điểm đó đã hạn chế việc ứng dụng chống sét ống rộng rãi, thường thay khe hở bảo vệ phối hợp với thiết bị tự động đóng lại để bảo vệ cho đường dây IV.2.2.2 Chống sét van: Cấu tạo: Phần chính chống sét van là chuỗi khe hở phóng điện ghép nối tiếp với các điện trở không đường thẳng (điện trở làm việc) Điện trở không đường thẳng chế tạo vật liệu vilit, có đặc điểm là có thể trì mức điện áp dư tương đối ổn định dòng điện tăng Nguyên lý: Sau tản dòng sét có dòng điện ngắn mạch trì nguồn điện áp xoay chiều (ngắn mạch qua điện trở làm việc) qua chống sét van, dòng này gọi là dòng kế tục Khi cho tác dụng điện trở bé đó dòng sét tản đất dễ dàng Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (26) Trang 25 và nhanh chóng, ngược lại điện áp làm việc thì điện trở tăng cao đó hạn chế trị số dòng kế tục (thường không quá 80A) tạo điều kiện thuận lợi cho việc dập hồ quang chuỗi khe hở Chính tính chất cho qua dòng điện lớn điện áp lớn và ngăn dòng điện điện áp bé nên loại chống sét này gọi là chống sét van Trị số điện áp cực đại tần số công nghiệp mà chống sét van có thể dập tắt hồ quang dòng điện kế tục gọi là điện áp dập hồ quang, đó là các tham số chủ yếu chống sét van Các tham số chống sét van: Ngoài điện áp dập hồ quang chống sét van còn các tham số sau: Điện trở không đường thẳng: Được chế tạo từ bột cacbôrun (SiC) mặt ngoài hạt cácborun có màng mỏng SiO2 Điện trở lớp màng cácborun không lớn, mỏng phụ thuộc vào cường độ điện trường Khi điện trường bé, điện trở lớp màng mỏng khoảng 104 ; tăng cao nó giảm nhanh và điện trở tổng vilit giảm tới mức điện trở hạt cácborun Trong các vilít hạt bột dính keo thủy tinh lỏng sau đó nung nóng nhiệt độ khoảng vài trăm độ Trước người ta dùng điện trở loại tirit nhiệt nung nóng khoảng 12000C có đặc tính không ổn định vilit (tirit dùng chất dính đất sét) Biện pháp để tăng lực thông qua dòng điện là tăng tiết diện điện trở tức là tăng đường kính Khe hở phóng điện: Sự làm việc chống sét van việc chọc thủng các khe hở phóng điện và kết thúc việc dập tắt hồ quang dòng điện kế tục khe hở này Mỗi giai đoạn trên đề xuất yêu cầu riêng khe hở Ở giai đoạn đầu khe hở phải có đặc tính V-s tương đối phẳng để phối hợp với đặc tính V-s Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (27) Trang 26 cách điện (chủ yếu là máy biến áp) Để đạt các yêu cầu trên có các biện pháp sau: - Dùng chuỗi gồm nhiều khe hở ghép nối tiếp nhau: có thể xem chuỗi điện dung tương tự sơ đồ chuỗi cách điện, điện áp xung kích phân bố không dọc chuỗi làm cho quá trình phóng điện xảy nhanh chóng trên tất khe hở Do đó trị số điện áp phóng điện có thể giảm tới mức ổn định (điện áp phóng điện chiều xoay chiều) còn thấp và đường đặc tính V-s có dạng tương đối phẳng - Điện cực dùng các đồng cách li vòng đệm mica dày 1mm Điện trường các điện cực đạt mức gần đồng Mặt khác có điện áp khe không khí điện cực và lớp mica thì điện trường tăng (do hệ số điện môi không khí bé mica), nên quá trình ion hóa xuất sớm, nó có tác dụng cung cấp điện tử cho khoảng không gian các điện cực Các yếu tố trên tạo điều kiện cho quá trình phóng điện phát triển cách dễ dàng và làm đường đặc tính V-s phẳng ngang Trong giai đoạn dập tắt hồ quang vì dòng điện cùng pha điện áp nên dòng kế tục qua trị số thì hồ quang tắt, lúc này chấm dứt quá trình phát xạ điện tử từ bề mặt cực âm, cách điện khe hở phục hồi nhanh chóng và vượt quá trị điện áp phục hồi (tần số công nghiệp) thì hồ quang tắt Điều quan trọng là phải làm để điện áp phục hồi phân bố các khe hở chuỗi, có thể thực cách ghép các điện trở có trị số lớn song song với các khe hở Trong các biện pháp dập hồ quang chống sét chủ yếu là tìm biện pháp hiệu để tăng giới hạn dòng điện kế tục, điều này không liên quan đến làm việc chống sét mà còn giảm mức cách điện xung kích thiết bị cần bảo vệ Với chống sét van từ (dùng từ trường dập hồ quang) nâng giới hạn lên đến 250A nên điện trở không đường thẳng dùng ít hơn, điện áp dư chống sét giảm và yêu cầu mức cách điện xung kích thiết bị giảm, để tăng lực Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (28) Trang 27 cho qua dòng điện ta tăng đường kính 150mm dòng kế tục cho phép lên tới tăng gấp đôi chống sét van 100mm) Chống sét van từ: Trong chống sét van từ, tác dụng từ trường hồ quang các điện cực di chuyển tốc độ lớn dọc theo khe hở vòng xuyến, đó dễ bị thổi tắt Sau hồ quang tắt cường độ cách điện khe hở khôi phục nhanh chóng Do đó chống sét van từ còn có khả hạn chế phần lớn các loại quá dòng nội lưới điện này Van chống sét oxit kim loại: Điểm làm việc có điện áp thường xuyên Chống sét van đã thay đổi cách khoảng 20 năm trở lại đây cấu trúc lẫn nguyên lí làm việc Loại van chống sét có khe hở phóng điện kiểu phẳng và phát triển lên loại có khe thổi từ và điện trở cácbit silic (SiC) mắc nối tiếp đã thay van chống sét không có khe hở phóng điện.Van chống sét không có khe hở phóng điện mà dựa trên điện trở ôxít kim loại (MO) có đặc tính U-I hoàn toàn phi tuyến và có khả hấp thụ lượng cao Chúng biết đến loại van chống sét ôxit kim loại (MO) Van chống sét MO không “phóng điện” không định nghĩa điện áp phóng điện Khi điện áp tăng, van chống sét chuyển từ trị số điện trở lớn sang điện trở nhỏ theo dạng đặc tính U-I Khi điện áp giảm lại, van chống sét lại trì tính dẫn điện kém Mức bảo vệ van chống sét MO xác định điện áp dư nó Điện áp dư định nghĩa giá trị đỉnh điện áp đầu cực van chống sét có dòng điện sét chạy qua Ứng dụng và cách lựa chọn: Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (29) Trang 28 Van chống sét sử dụng để bảo vệ thiết bị và trạm quan trọng (đặc biệt là máy biến áp điện lực) chống lại quá điện áp khí và quá điện áp đóng mở Khi thiết kế và lựa chọn van chống sét thông dụng, cần lưu ý điện áp đánh thủng và điện áp đệm Ngoài van chống sét MO chọn theo các tiêu chuẩn sau đây: -Điện áp tần số nguồn tối đa -Khả hấp thụ lượng -Mức bảo vệ IV.2.2.3 Chống sét VariSTAR UItraSIL: Giới thiệu chung Thế hệ chống sét loại UItraSIL hãng Cooper Power System đã hoàn thiện ưu điểm công nghệ chống sét có vỏ bọc polymer đó là kích thước và trọng lượng giảm nhỏ, cùng với độ an toàn nâng cao Chống sét UItraSIL sử dụng loại vật liệu ưu việt chấp nhận rộng rãi công nghiệp là cao su cone làm vỏ bọc Việc dùng các đĩa MOV (điện trở phi tuyến oxid kẽm) với các đặc tính điện học cao cấp làm cho chống sét loại UItraSIL có khả bảo vệ quá điện áp hẳn cho các lưới phân phối Các đĩa MOV chế tạo phải qua các kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt từ khâu bắt đầu khâu hoàn tất dây chuyền sản xuất Mỗi đĩa MOV sau sản xuất phải qua loạt các thử nghiệm điện học nhằm bảo đảm cho đĩa có chất lượng cao Nhờ vậy, các đĩa MOV này có độ tin cậy cao chức bảo vệ làm việc sau nhiều năm sử dụng Chống sét UIt raSIL có các loại 5kA và 10kA, cấp theo tiêu chuẩn IEC-994 Cấu tạo: Chống sét UItraSIL gồm chồng các đĩa MOV với hai điện cực hai đầu Toàn các đĩa bọc keo epoxy gia cường sợi thủy tinh qui Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (30) Trang 29 trình sản xuất hoàn toàn tự động hóa Sau gia nhiệt để thành khối lượng vững mặt học có thể chịu đựng các ứng suất điện học, học, các điều kiện môi trường khắt khe Lớp vỏ bọc sau đó lắp vào và kết dính chặt với khối các đĩa MOV tạo thành thể chắn có độ bền điện cao Sau lắp ráp, chống sét phải trải qua loạt các thử nghiệm hầu bảo đảm khả làm việc cao Đặc điểm: Các thí nghiệm thời gian dài các điều kiện môi trường khác chứng tỏ tính ưu việt cao su silicone UItraSIL độ bền, so với các vật liệu polimer khác: chống bám nước, khả chịu tia tử ngoại khả chống phóng điện bề mặt các môi trường ô nhiễm, tính trơ các hóa chất, tính ổn định nhiệt và nhiều đặc tính cách điện khác Chống sét UitraSIL 10kV và mặt cắt minh họa cao su silicone còn có khả kháng sinh sôi nấm mốc, và không bắt cháy Khi dòng cố là 20 kA hay lớn hơn, phận cách li (tùy chọn) hoạt động và cách li phần đầu nối đất chống sét Nhờ tránh cố vĩnh viễn trường hợp chống sét bị ngắn mạch bên trong, mặt khác dễ dàng phát và thay chống sét bị cố Hoạt động: Chống sét UItraSIL có hoạt động giống các chống sét không khe hở khác Trong điều kiện xác lập, điện áp trên chống sét là điện áp pha lưới điện Khi có quá điện áp, chống sét giới hạn quá điện áp mức bảo vệ cần thiết cách dẫn dòng xung xuống đất Khi tình trạng quá điện áp đã qua rồi, chống sét quay trở tình trạng cách điện trước, và dẫn dòng rò nhỏ Do đó để lựa chọn chống sét cần lưu ý: - Định mức chống sét là giá trị điện áp pha tần số công nghiệp lớn mà chống sét thiết kế và thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (31) Trang 30 - Chống sét không khe hở phải lựa chọn đầy đủ với các phụ kiện, chịu đựng điện áp pha tần số công nghiệp tất các điều kiện vận hành hệ thống - Lựa chọn chống sét dựa vào mức độ nối đất hệ thống Khi có cố pha chạm đất, điều kiện điện áp hệ thống có giá trị lớn nhất, điện áp định mức chống sét chọn phải lớn điện áp tăng cao trên các pha không chạm đất Cần lưu tâm đặc biệt đến các hệ thống có hệ số nối đất kém, hệ thống không nối đất, hệ thống nối đất kiểu cộng hưởng các hệ thống có các điều kiện làm việc không bình thường định Tuy vậy, tùy theo điều kiện làm việc cụ thể hệ thống mà có thể lựa chọn điện áp định mức chống sét cách thích hợp miễn là không vi phạm khả chịu đựng quá điện áp tạm thời chống sét Các cố trên lưới điện có thể gây các quá điện áp tạm thời tần số công nghiệp với giá trị vượt quá mức điện áp làm việc liên tục MCOV điện áp định mức chống sét có thể chịu đựng Bảng 1: Lựa chọn điện áp định mức chống sét VariSTAR Điện áp hệ thống (kV) Định mức Lớn Định mức chống sét (kV) Hệ thống pha Hệ thống pha dây nối Y trung dây nối Y trung tính tính nối đất lặp lại nối đất trực tiếp nguồn không nối đất hay nối Y trung tính nối Hệ thống pha nối đất qua điện kháng 3.3 3.7 6 6.6 7.3 9 10.0 11.5 12 12-15 11.0 12.0 9-10 12 12-15 16.4 18.0 15 - 18-21 22.0 24.0 18-21 24 24-27 Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (32) Trang 31 33.0 36.3 27-30 36 36-39 47.0 52.0 39-48 54 60 66.0 72.0 54-60 60 - Trong số các điều kiện làm việc đặc biệt hệ thống đóng điện máy biến áp với số kiểu đấu dây định và tượng cộng hưởng có thể xảy ra, các chống sét lúc chịu các quá điện áp IV.3 Dự báo sét: IV.3.1 Có thể dự báo giông sét sớm 30 phút: - Viện Vật lý địa cầu Việt Nam vừa xây dựng hoàn chỉnh hệ thống cảnh báo giông sét sớm trước nửa tiếng, giúp người dân tránh tai nạn đáng tiếc thiên nhiên gây Hệ thống bao gồm thiết bị hoạt động kết hợp với hệ thống định vị giông sét có thể cảnh báo trước 30 phút đến tiếng vòng bán kính 10-50 km, tuỳ thuộc vào nhu cầu người sử dụng - Thiết bị, trông giống máy tính cá nhân có thêm ănten, lắp đặt ngoài trời và hoạt động hoàn toàn tự động Ban đầu, máy thu nhập tín hiệu từ ăngten, tín hiệu này phần mềm trung tâm xử lý và đánh giá, dựa trên ngưỡng khu vực đặt thiết bị Sau đó máy đưa cảnh báo nhiều cách phát tín hiệu màn hình, báo động còi cho toàn khu vực, ngắt điện khu vực có mạng lưới điện nguy hiểm - Chiếc máy có thể hoạt động điều kiện địa hình, thời tiết và phù hợp lắt đặt các khu công nghiệp, bãi tắm, khu dân cư - Hệ thống cảnh báo sớm giông sét đã lắp đặt thử nghiệm Gia Lâm từ năm 2002 và đến có độ chính xác cao Phòng Vật lý khí mong muốn thiết bị có thể ứng dụng và triển khai nhiều khu vực trên toàn quốc, ứng dụng rộng rãi cho các khu vực đồng ruộng, bãi tắm, sân golf, các khu công nghiệp, sân bay, dịch vụ để giúp giảm thiểu thiệt hại giông sét gây Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (33) Trang 32 IV.3.2 Kỹ thuật, thiết bị dự báo sét: Thiết bị thu sét phóng điện sớm: Giải pháp chống sét đánh trực tiếp tiên tiến sử dụng phổ biến là sử dụng kim thu sét theo công nghệ phóng điện sớm (LPI) Kim thu sét theo công nghệ phóng điện sớm là loại thiết bị chủ động phóng điện có kiểm soát Kim thiết kế để phát tia tiên đạo vào thời điểm thích hợp, đó tia sét chính ngăn chặn và có thể kiểm soát Kim thu sét CAT bao gồm đầu thu sét bao quanh trường điện động gồm bốn panel riêng biệt, cách điện với Khi có tượng giông sét xảy ra, các panel hấp thụ lượng H4.1: Thiết bị thu sét phóng điện sớm dòng sét và làm tăng điện nhờ hiệu ứng ghép điện dung Do trường điện các panel cách biệt với điện đất nhờ các khe hở không khí, nên điện trường tăng lên điện trường panel tiếp xúc với tia sét dao động liên tục điện khe hở đạt đến trị số giới hạn, không khí trên vùng đầu kim thu sét ion hóa, tia điện tiên đạo hình thành và phóng lên để chủ động thu sét Dòng sét dẫn thẳng xuống hệ thống tiếp đất và nhanh chóng bị “tán” vào đất theo nguyên lý “dòng chảy lượng” Kim thu sét có các kích thước khác nhau, có các bán kính tương ứng với các cấp bảo vệ, tùy theo yêu cầu mức độ an toàn công trình Ngoài cáp thoát sét HVSC là loại cáp có trở kháng thấp, thiết kế để truyền lượng sét xuống đất, giảm thiểu nguy sét đánh tạt ngang hay tượng nhiễm điện vào công trình, bảo vệ người và các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi tàn phá sét Dòng sét dẫn qua cáp HVSC, gia tăng điện áp Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (34) Trang 33 giảm từ 20-30 lần so với dẫn sét băng đồng hay dây dẫn điện thông thường Hệ thống tiếp đất gồm cọc và đồng, thường dùng là cọc thép mạ, bọc đồng đồng đặc, nhằm tiêu tán lượng vào đất Ngoài việc lắp đặt hệ thống tiếp đất các vật dẫn thông thường, người ta còn sử dụng các hóa chất cải thiện đất chung quanh vật dẫn hệ thống tiếp đất để đạt điện trở thấp mong muốn, đáp ứng yêu cầu hệ thống tiếp đất hiệu Hóa chất PowerFill có thể làm giảm điện trở tiếp đất ít 40% và có tác dụng thời gian dài Máy móc định vị: Để phòng tránh sét hữu hiệu, cần phải có các hệ thống máy móc định vị sét để xác định vị trí phóng điện chính xác bán kính vài trăm mét và đưa các cảnh báo Hiện các phương pháp và máy móc định vị sét hoàn thiện cách đáng kể Ở nhiều nước tiên tiến trên giới, người ta sử dụng các hệ thống định vị phóng điện NLDN, SAFIR có thể xác định vị trí phóng điện chính xác bán kính vài trăm mét, từ đây đưa cảnh báo Việc sử dụng mạng lưới máy đếm sét đất để xác định mật độ sét trên toàn lãnh thổ đòi hỏi phải có số lượng lớn thiết bị đắt tiền đặt các địa điểm thuận lợi và có số nước tiên tiến có điều kiện làm việc này Ví dụ hệ thống định vị phóng điện quốc gia Mỹ NLDN (national lightning detection network) với 130 trạm với cảm biến IMPACT (improved accuracy through combined Technology) với chi phí cho trạm trên 100.000 USD Bộ cảm biến IMPACT sử dụng anten từ, anten điện cảm ứng với tần số thấp tia sét Sử dụng kỹ thuật định vị từ MDF (magnetic direction finding) và thời gian tới TOA (time of arrival) Tín hiệu thu biểu diễn theo thời gian biến đổi trường dòng sét gây nên Với công cụ phân tích dạng sóng tìm điểm thời gian mà dòng đạt cực đại, có thể tính chính xác góc tới tia sét NLDN có 130 cảm biến bao trùm lãnh thổ nước Mỹ Tín hiệu truyền theo vệ tinh từ các cảm biến đến xử lý trung tâm Ở xử lý trung tâm tổng hợp các số liệu và xác định vị trí phóng điện sau 20 - 30 giây Kết cho Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (35) Trang 34 thấy hệ thống có thể định vị chính xác phóng điện tới 500 m hay tốt Ngoài thông tin vị trí còn có các thông số sét khác như: biên độ, cực Thông tin này truyền khắp nước để sử dụng Tại Việt Nam, thời gian gần đây xuất số thiết bị có khả dự báo sét hệ thống thu tín hiệu, giải mã và cảnh báo, hệ thống định vị, đo tần số hoạt động dông sét nối với trung tâm điều khiển Các thiết bị này thường áp dụng cho các công trình lớn, giá cao Mới đây, phòng vật lý khí thuộc Viện Vật lý địa cầu đã nghiên cứu thành công thiết bị dự báo sét đầu tiên Việt Nam, giá thành dự kiến là từ 5.000 - 10.000 USD, rẻ nhiều so với hệ thống cùng chức ngoại nhập có cùng chức Loại thiết bị này đã trình bày phần dự báo V Bí ẩn sét và tiềm ứng dụng: V.1 Tiềm năng: Các nhà nghiên cứu Phòng thí nghiệm Ludger Woeste đã chế tạo thiết bị nghiên cứu chất sét Tiến sĩ Woeste và nhóm nghiên cứu hy vọng có thể tạo sét nhân tạo, sử dụng lade femto giây di động đầu tiên (được gọi tên các xung ánh sáng lade phát tồn phần triệu giây, tức là femto giây) Thật lạ là 200 năm sau Benjamin Franklin sét là dạng điện, thí nghiệm cho diều bay bão, tượng này còn chưa hiểu rõ Tuy nhiên, không nghi ngờ tầm quan trọng sét Sét có vai trò quan trọng biến đổi hoá học khí Hiểu rõ sét có thể giúp các nhà khí tượng dự báo bão tốt Người ta không nghiên cứu nhiều sét chất sét không tiên liệu và phức tạp Hiện nay, các nhà nghiên cứu phải chờ trời có sét, tìm cách kích hoạt gây sét tên lửa hoạt động cách kéo các dây đồng từ Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (36) Trang 35 trên không trung, tạo nên "tiếp đất" cho mây để gây sét Việc sử dụng lade để tạo sét dễ dàng nhiều Khi tia lade cắt giao không khí, các điện trường và từ trường mạnh mà ánh sáng nó cấu thành phá vỡ các nguyên tử và phân tử không khí, tạo thành "kênh ion hoá" Kênh này dẫn điện nên tạo môi trường cho các electron bao quanh qua Khi có đủ electron tự xung quanh (mây sét có nhiều) tạo thành sét Về lý thuyết ít là Cho đến nay, Tiến sĩ Woeste và cộng tạo sét thành công phòng thí nghiệm, bãi đỗ xe Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tin tưởng áp dụng nguyên lý này không trung Sét phức tạp, vì điện trường và từ trường sét tương tác theo phương thức chưa hiểu rõ trên cao không trung và diễn khoảng thời gian ngắn khó có thể quan sát các dụng cụ quan sát ngoài trời có Đầu tiên, sét cho là bao gồm các tia lửa khổng lồ Một tia lửa xuất điện trường thu hút các electron và hạt nhân nguyên tử chất khí (mang điện trái dấu) theo các hướng ngược lại Nếu điện trường đủ mạnh để thắng sức hút các electron và nhân chúng, có phóng điện đột ngột Vấn đề tồn là, mặc dù qua nhiều năm nghiên cứu các nhà nghiên cứu không quan sát điện trường dạng sấm đủ mạnh để thực điều này Thực tế, điện trường quan sát mạnh phần mười cường độ cần theo lý thuyết tia lửa đơn giản nêu trên Lý thuyết tia lửa cho sét có thể tạo tia X Không may là chưa tìm thấy tia X Tuy nhiên, nghiên cứu quan sát năm ngoái Joseph Dwyer thuộc Viện Công nghệ Florida và cộng có thể giải đáp bí ẩn này Tiến sĩ Dwyer đã quan sát thấy tia X sét tạo bão có sấm sét và mưa to Florida Tuy nhiên, đây không phải là loại tia X mà lý thuyết tia lửa dự đoán Thay vì đó, chúng hỗ trợ cho lý thuyết không theo nguyên tắc sét trước đây Alexander Gurevich Viện Lebedev Mátxcơva nêu vào đầu thập niên 90 Theo lý thuyết Tiến sĩ Gurevich, còn gọi là "sự phân huỷ chệch hướng", Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (37) Trang 36 sét thực kích hoạt các tia vũ trụ, là các hạt tích điện, mang lượng, đến từ xa xôi vũ trụ Sự phân huỷ chệch hướng này diễn tia vũ trụ gia tăng lượng một, số electron đến mức cao và các electron này lại tác dụng lại gây phản ứng chuỗi không khí, cách tác động nhiều electron bứt khỏi hạt nhân bố mẹ chúng Để phản ứng chuỗi này xảy cần có điện trường ban đầu, nhiên, điện trường này cần phần mười so với lý thuyết thông thường đòi hỏi và điều này trùng khớp chính xác với các quan sát Như vậy, có vẻ sét thực có nguồn gốc từ ngoài Trái đất Mối quan tâm đến sét ngày càng tăng không tò mò thân tượng này, mà còn nhận định là sét có thể ảnh hưởng đến thời tiết và khí hậu lâu dài là người ta tưởng Về quan điểm này, Hugh Christian và nhóm nghiên cứu Trung tâm các Chuyến bay Vũ trụ Marshall Huntsville, Alabama, là phòng thí nghiệm Cơ quan Hàng không Vũ trụ Quốc gia Mỹ, nghiên cứu sét xảy nào các bão lớn Sét không phải là nguyên nhân hình thành bão lớn, sét giúp Tiến sĩ Christian nghiên cứu tâm bão Mặc dù rađa có thể theo dõi luồng gió thổi bão, rađa không phân biệt lượng tổng thể bão và gia tăng hay suy giảm lượng này Điều này quan trọng vì gia tăng lượng có nghĩa là bão có thể biến thành bão lớn Tuy nhiên, Tiến sĩ Christian và nhóm nghiên cứu quan sát thấy gia tăng đột ngột các tia sét bão khoảng 20 phút trước có bão lớn Nếu bão trở thành bão lớn, thì cảnh báo ngắn này có giá trị Theo Tiến sĩ Christian, kỹ thuật dựa trên sở sét này Tiến sĩ cho thấy số lượng "các yếu tố tích cực giả này" thấp nhiều so với quan sát rađa, tức là khó biến đổi thành "bão lớn" Sét không giúp dự báo bão lớn Một nhóm các nhà nghiên cứu khác trường Đại học Paul Sabatier, Toulouse, Pháp, sử dụng liệu sét để dự báo xuất bão lớn có kèm theo mưa đá Tầm quan trọng sét không Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (38) Trang 37 hạn chế mức dự báo đặc điểm các bão Nó phản ánh thành phần không khí Đầu năm nay, Renyi Zhang trường Đại học Texas và cộng đã công bố bài báo Tuyển tập công trình Viện Khoa học Quốc gia, cho sét là nguồn quan trọng ôzôn tầng cao khí Nhờ ôzôn hấp thụ xạ cực tím từ Mặt trời làm Trái đất lành cho sinh vật sống, việc hiểu rõ ôzôn phát sinh từ đâu là quan trọng Ngoài ra, Tiến sĩ Zhang cho sét là nguyên nhân tạo hầu hết oxyt nitơ tầng cao khí Chúng là các khí nhà kính (giữ nhiệt khí quyển) và vì có vai trò quan trọng việc điều khiển khí hậu Colin Price và Mustafa Asfur trường Đại học Tel Aviv, hội nghị các nhà khoa học nghiên cứu sét gần Pari đây đã công bố bài báo liên quan đến vấn đề này Các nhà khoa học quan sát thấy hoạt động sét liên quan khăng khít với có mặt nước phận khí gọi là tầng đối lưu cao, là nơi hình thành nên hầu hết các kiểu thời tiết, vì đây có thể là phát kiến quan trọng, mặc dù việc nước thực có tạo sét không còn chưa rõ Dường sét, hình ảnh gây sợ hãi và là tượng tự nhiên không chính phục được, còn có điều bí ẩn nhân loại thông minh, đại ngày V.2 V.2.1 Những điều lý thú sét: Tại lại gọi là sấm sét dơ bẩn ???? Khí, tro và bụi Những sản phẩm này núi lửa, chuyển mình giận dữ, phun ào ạt tung tóe lên không trung, thường thì cao cây số Và cột khói, khí, tro và bụi cao cây số này, các khoa học gia đã ghi nhận luồng điện xẹt và nổ sấm sét Trên tạp chí Science=Khoa Học, khoa học gia Ronald Thomas thuộc đại học New Mexico Tech đã tường trình luồng điện cột nham thạch quan sát núi lửa Mount St Augustine Alaska (Hoa Kỳ) Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (39) Trang 38 Thật vậy, núi lửa không phun nham thạch và tro H5.1: núi lửa phun trào tạo tiếng nổ sấm sét bụi mà tiếng nổ sấm sét và sấm sét này có thể chia làm thời kỳ Thời kỳ sấm sét thứ nhất, chưa hiểu rõ, gồm vài luồng sấm sét nho nhỏ phát sinh từ chất phóng thải chứa đầy điện lực mà núi lửa sản xuất bùng nổ Và nguyên nhân phát sinh thời kỳ sấm sét thứ nhì chính là các phân tử chứa đầy điện đụng các cột khói tro bụi Những phát các luồng sấm sét cột nham thạch phun cao thật đã bắt đầu nghiên cứu từ năm 1963 Island, không sâu vào chi tiết cách khoa học nên trước đây không hiểu rõ tường tận Ngoài hỗn hợp tro và bụi và khói, núi lửa còn phun số lượng nước lớn nên vài khoa học gia đã gọi tượng chuyển mình hoạt động núi lửa là "những sấm sét bão tố dơ bẩn" V.2.2 Vì sét hay đánh vào vật thể cao chót vót đứng đơn độc? Tầng mây thấp các đám mây giông thường mang điện Loại điện này thường gây cảm ứng cho mặt đất, đồng thời làm cho mặt đất sản sinh loại điện tích khác với tính chất dòng điện tầng mây thấp Điều đó có nghĩa, tầng mây thấp tích điện dương thì mặt đất lại mang điện âm; ngược lại tầng mây thấp mang điện âm thì mặt đất mang điện dương Mặt đất mang loại điện tích này gọi là “điện tích cảm ứng” Loại điện tích cảm ứng này trên phạm vi nhỏ thường mang tính chất giống nhau, chẳng hạn mang điện dương, là điện âm Dòng điện cùng tính chất thường bài xích Kết bài xích khiến cho điện tích Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (40) Trang 39 trên mặt đất phân bố lại từ đầu Lực bài xích này ven theo phân lực phương hướng mặt đất, nơi mặt đất ghồ ghề thì phân lực thường nhỏ vùng đất phẳng, vì điện tích thường dịch chuyển đến nơi mặt đất ghồ ghề gấp khúc Từ đó suy ra, vùng đất ghồ ghề gấp khúc, mật độ điện tích nhiều và dầy đặc Những vật thể cao chót vót mang điện tích cảm ứng nhiều mặt đất, có khả hút sóng điện mạnh hơn, vì nó hút tia điện cách dễ dàng Chính vì vậy, trời mưa, chúng ta không nên đứng trú mưa vật thể cao cột cờ, cây cao, tháp nhọn, cột điện v.v… vì tia sét thích nơi đó Thế người ta thường lợi dụng đặc tính vật thể cao chót vót, để bảo vệ các toà nhà tránh sét đánh, chính là lắp đặt cột chống sét Cột chống sét chính là các kim loại nằm trên đỉnh các toà nhà cao, phần nối tiếp với mặt đất Nó hút tất tia sét mang điện, coi là đường dẫn điện, cho dòng điện chạy qua nó và truyền xuống lòng đất Như vậy, tia sét đánh vào toà nhà cao thường bị chặn lại và không thể đánh trúng mục tiêu V.2.3 Nguồn tia X sấm sét Các nhà nghiên cứu thuộc đại học Florida và Học viện công nghệ Florida đã thu hẹp việc tìm kiếm nguồn tia X sét tạo ra, nỗ lực này ngày nào đó có thể giúp dự đoán vị trí sét đánh Joseph Dwyer, giáo sư khoa khoa học vật lý và không gian FIT, cho biết: “Từ quan điểm thực tế, để có thể dự đoán thời gian và vị trí sét đánh, đầu tiên chúng ta cần H5.2: Hình ảnh tia sét hiểu cách thức sét di chuyển từ địa điểm này sang địa điểm khác Hiện tại, chúng ta chưa xử lý tốt điều này Tia X cho chúng ta cái nhìn cận cảnh điều gì xảy bên sét di chuyển” Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (41) Trang 40 Một bài báo nêu chi tiết phát nhóm nghiên cứu UF và FIT gần đây đã đăng tải trực tuyến trên Geophysical Research Letters, Hiệp hội địa vật lý Hoa Kỳ công bố Các nhà nghiên cứu sử dụng motọ đĩa điện trường và thiết bị dò tia X sở nghiên cứu sét thuộc UF/FIT để tìm kiếm nguồn tia X sét tạo Kết luận chính họ là: Khi sét di chuyển từ đám mây đến mặt đất đoạn đường từ 30 đến 160 phút, gọi là “bước” quy trình “bước dẫn đầu”, tia X xuất bên bước, khoảng 1/1000000 giây sau bước kết thúc Martin Uman, giáo sư kỹ thuật điện và máy tinh cho biết: “Không hiểu rõ làm nào sét tạo tia X Mặc dù đạt nhiệt độ nóng gấp lần bề măt mặt trời, nhiệt độ sét quá thấp để hình thành tia X” Uman nói tiếp: “Nhưng điều đó rõ ràng có xảy Chúng ta đã đặt giới hạn cho điều kiện nó có thể xảy và vị trí nó xảy ra” Từ năm 1925, các nhà lý luận đã dự đoán sấm sét có thể tạo tia X Tuy nhiên, các nhà khoa học đã tìm kiếm chứng hàng thập kỷ mà chưa đạt thành công nào đáng kể Rồi vào năm 2001 và 2002, các nhà nghiên cứu Học viện Công nghệ và Khai thác mỏ New Mexico, Đại học Florida và Học viện công nghệ Florida đã khẳng định chắn sét thực tạo lượng lớn tia X Kể từ đó, các nhà khoa học trên toàn giới không ngừng tìm cách hiểu rõ và giải thích tượng này Các nhà nghiên cứu Học viện công nghệ New Mexico đã dò thấy xạ lượng lớn từ sét tự nhiên Trung tâm Nghiên cứu sét thực nghiệm quốc tế thuộc UF/FIT, nằm quân Clay County, tạo sét cách bắn pháo vào đám mây bão qua Năm 2002, nhóm nghiên cứu Uman cho biết “sét kích thích” tạo tia X Trong nghiên cứu nhất, sinh viên bậc tiến sĩ kỹ thuật điện Joey Howard, tác giả chính bài báo, và các nhà nghiên cứu khác UF/FIT sử dụng loạt Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (42) Trang 41 các máy dò điện trường và mày dò tia X Natri lođua để cố gắng thăm dò tia X cự ly gần Trong bài báo năm 2002, các nhà khoa học UF/FIT đã khẳng định tia X bước sét chính Trong bài báo nhất, họ thu hẹp thời gian hình thành tia X xuống thời điểm bắt đầu bước bước sét chính, dựa trên liệu thu thập từ tia sét tự nhiên và tia sét kích thích Uman cho biết: “Chúng tôi có thể xác định thời điểm điện trường tới chuỗi trạm, nó trùng với thời điểm xảy tia X Sau đó chúng tôi quay trở lại và tính toán vị trí nguồn điện trường và tia X” Dwyer cho biết nghiên cứu này là bước tiến tới việc sử dụng tia X để nắm bắt di chuyển sét Ông nói: “Một tia chớp bắt đầu bên trận bão sấm sét cách nào đó di chuyển nhiều dặm đến mặt đến, có thể làm tổn thương người và tài sản Đây là lần đầu tiên chúng ta thực có thể quan sát chuyển động sét xuống mặt đất tia X Vì giống việc tia X giúp bác sĩ nhìn rõ phẫu thuật, nó cho phép chúng ta có thể thăm dò quá trình sét - điều khó thực hiện” Uman cho biết nghiên cứu tiếp tục với các thiết bị dò tia X đắt tiền, nhanh và nhạy Một lĩnh vực thú vị khác tương lai đó là liệu sét đánh vào máy bay có thể tạo tia X gây ảnh hưởng đến hành khách hay không V.2.4 Sét bóc vỏ cây tươi nào? Nếu để ý quan sát chút, bạn thấy cây khô sau bị sét đánh thường cháy đen, còn vỏ cây tươi thì "tơi tả", theo đúng nghĩa nó Vỏ cây càng đặc mịn lại càng bị tước nghiêm trọng Sao nhỉ? Sét là thứ vô tri, nó không thể cố tình chọn cây này thì đốt cháy, cây thì xé vỏ Điều chủ yếu đây là khác biệt H5.4 Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (43) Trang 42 cây khô và cây tươi Với cây tươi: Với cây tươi, thành phần nước nhựa cây không ngừng chảy qua “tắm tưới” cho tế bào toàn thân Khi sét đánh vào cây, trước hết làm cho thành phần nước cây sôi lên và bốc Khi nhựa cây lớp vỏ bị nhiệt độ cao tia lửa sét đun sôi thành nước, thể tích nó đôt ngột tăng lên Thông thường, nước bị đun thành hơi, thể tích nở gấp 20 vạn lần Sự giãn nở lớn vỏ cây bị sét đánh chẳng khác gì vụ nổ, từ đó dẫn H5.5 đến tượng vỏ cây tươi bị sét đánh tước “bóc vỏ” Với cây khô: Cây khô héo đã chết nên không thể chủ động hút nước từ đất lên Dẫu nước mưa, sương mù có thể làm thân gỗ ẩm đôi chút, đó là bề mặt mà thôi, các tế bào nó thiếu nước lại trở nên khô, điểm bắt lửa tương đối thấp Dưới ánh nắng mặt trời, nó lại càng dễ khô nỏ Đến sét đánh vào, gặp nhiệt độ cao, chẳng khác gì châm lửa vào củi khô, thân cây phút chốc bị đốt cháy thành than mà gãy gục xuống V.2.5 Sét lựa chọn "Lưỡi tầm sét ông thiên lôi" không đánh vào cây nguyệt quế và ít đánh vào các cây dẻ, phong, trám, bạch dương…, lại hay đánh vào cây đa, cây sồi đồ sộ Một điều lạ là sét không chọn cây cao mà H5.6: Sét không theo đường thẳng đánh Vậy, với đối tượng nào thì thiên lôi "ngứa mắt"? Không độ cao cây mà thành phần đất và cấu rễ cây ảnh hưởng đến lựa chọn sét Trong loài cây thân gỗ, sét thường đánh Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (44) Trang 43 nhiều vào cây có nhiều rễ và rễ ăn sâu, nghĩa là sức cản điện tương đối ít hơn, ví dụ đa, sồi Ngoài ra, sét đánh cây dẫn điện tốt nhất, tức là thực vật chứa nhiều nước Sét không đánh theo đường thẳng Đường sét cong queo vì nó phải chọn đường nào cản điện ít nhất, nghĩa là vào các nơi tập trung nhiều phần tử dẫn điện Sét có thể đánh vào ống khói hoạt động, mặc dù bên cạnh đó có cột thu lôi Sở dĩ vì khói là chất dẫn điện tốt Khói bốc lên cao làm lệch luồng sét hướng phía cột thu lôi Không khí nóng có tác dụng Sét có thể đánh vào máy bay bay, máy bay thả khói gần đám mây tích điện Đánh vào chồng đĩa, sét “kén chọn”, không làm vỡ tất mà làm vỡ nào ướt Thiên lôi hay lựa số nơi đặc biệt để công Điều này phụ thuộc vào tính dẫn điện các lớp đất Ví dụ, vùng đất sét thường dẫn điện nhiều đất cát, sét hay đánh xuống đó Đất có nhiều mạch nước ngầm và dòng cát chảy (lưu sa) phía là mồi ngon sét Nhiều sét đánh vào khe núi, vực sâu, vì đáy khe, vực tập trung nhiều ẩm hay nguồn nước Khi sét đánh vào người hay súc vật, hầu hết nguy hiểm đến tính mạng Nhưng đó không phải là phần chủ yếu mà là phần nhánh sét thì có thể bị bỏng không thiệt mạng V.2.6 Khi gặp sét, nên làm gì ? Nếu gặp mưa dông khu vực rộng và trống trải, tư tốt cho bạn là quỳ xuống, hai đầu gối đặt sát nhau, đồng thời hai tay đặt lên đầu gối và người nghiêng phía trước Trong lúc này, khoác thêm áo mưa, bạn đã có "vỏ bọc" tránh thiên lôi hiệu Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (45) Trang 44 Nguyên tắc để có tư tránh sét tốt là hạ người càng thấp càng tốt, tránh bị sét đánh trực tiếp và giảm tối đa diện tích tiếp xúc thể và mặt đất Tuyệt đối tránh chui vào hang hốc vì đất là môi trường dẫn điện cực tốt Nếu có điều kiện, nên dùng vải quần áo cuộn chặt lại thành cuộn có độ dày khoảng 10 cm quỳ lên đó để cách ly hoàn toàn tiếp xúc thể với mặt đất Nếu bạn theo nhóm thì phải nhanh chóng tách ra, không nên tập trung cùng chỗ Với người điều khiển ôtô, không tìm chỗ trú thực an toàn thì nên ngồi yên xe Những vị trí sau đây không trú muốn tránh sét: cây lớn đứng mình khu vực trống (đặc biệt cây cành thấp và vươn xa thân cây), khu vực gần đường dây điện, cột ăng ten, đường ray tàu hỏa, hàng rào sắt, hồ nước, bể bơi, bãi tắm rộng, ngồi trên xe đạp, đứng cạnh ôtô hay chui xuống gầm xe Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (46) Trang 45 PHỤ LỤC Câu chuyện Franklin: Sau vợ Franklin biết chuyện ông làm thí nghiệm đã lo sợ nói với ông: "Chớp là lửa thần, ông lại dám lấy ánh sáng Thượng đế làm để làm thí nghiệm? Chẳng lẽ ông mang họa đến cho nhà sao?" Franklin biết vợ ông là tín đồ trung thành Chúa, bà tin vào "Kinh thánh", ông nói với bà sấm chớp không phải là Thượng đế làm mà các lớp mây mang điện âm và điện dương gặp gây nên chắn bà không tin "Ông ơi, có phải ông muốn làm hại mình và nhà à?" Vì Franklin an ủi bà câu phòng đọc mình, bắt đầu vẽ thiết bị chống sét cho mình Tối ăn cơm, Franklin nói với thiết kế và nguyên lý nó Con trai chịu ảnh hưởng tôn giáo sâu thí nghiệm chiều đã cho cậu ta biết sấm chớp không phải là "Lửa thần" người nói mà là tượng tự nhiên Vì vậy, cậu ta đồng ý với ý tưởng cha Benjamin Phorencơlin (Benjamin Franklin: 1706 – 1790), Bà vợ Franklin thấy lo lắng, bà nói: "Không, không, bà nó ơi, làm tôi có thể làm được?" - Franklin nói không có chuyện gì xảy "Chẳng phải ông vừa nói là đưa lửa thần nhà là gì? Ông coi thường Thượng đế, ông chọc tức Người đó sao?" Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (47) Trang 46 Franklin vui vẻ nói với vợ: "Không bao giờ, bà nó ơi, bà luôn tin tôi? Xin hãy tiếp tục tin vào tôi Tôi không không gây họa mà còn mang hạnh phúc cho người đấy" "Hạnh phúc, ông mạng hạnh phúc cho người?" - Bà bán tin bán nghi nhìn chồng - "Thôi được, cần ông đừng xúc phạmđến Tưhợng đế, không gây họa là được" Franklin gật đầu khẳng định Để xóa nghi ngờ vợ, ông định làm thí nghiệm thu lôi nhà, ông đến lò rèn gần nhà đặt làm sắt đầu nhọn dài 3m, đặt lên đỉnh ống khói Ông buộc sợi dây kim loại vào chân sắt Tất chỗ sợ dây kim loại tiếp xúc với nhà , ông cho luồn qua ống thủy tinh Ông cho dây kim loại chạy theo cầu thang xuống nhà, cuối cùng nối nó vào bơm nước kim loại Chiếc bơm nước nối xuống đất, điện nước dẫn từ ống khói xuống thẳng xuống đất Ông tách đôi đoạn dây kim loại chỗ phía trên cầu thang sát phòng ông thành hai dây dẫn xuống Trên dây ông mắc cái chuông nhỏ, treo vào chuông cầu nhỏ đồng Mọi việc tiến triển thuận lợi Hai cha trên nóc nhà, xuống cầu thang, cười cười nói nói vui vẻ nhặt quý Con gái nhỏ không tham gia vào công việc cha, chạy lăng xăng quanh cha và anh Chỉ có vợ ông là lo lắng theo dõi hai cha con, không biết họ làm trò ma thuật gì Vào chiều nọ, Franklin cùng nhà ngồi quây quần uống trà, nhiên có giông kéo đến, đất bụi bay mịt mù, trời tối lại, báo hiệu trận mưa ập tới Một tia chớp sáng vạch lên bầu trời Binh bong! Binh bong! Tiếng chuông lảnh lót vang lên Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (48) Trang 47 Tiếng gì vậy? Tiếng chuông đâu đấy?" - Bà Franklin hỏi cách ngạc nhiên Ông Franklin mừng rỡ nói: "Đấy là tác dụng chớp đấy!" Chỉ cần trời có chớp là cầu nhỏ đồng trên sợi dây liền lắc liên tục sang qua hai bên, chuông phát âm chói tai Vào đêm nhà ngủ say, nhiên ngoài nhà có tiếng sét lớn, nghe tiếng nổ làm nhà thức dậy Franklin vội vàng chạy phòng ngủ nhìn, ông nhìn thấy tia sáng lóa mát liên tiếp chạy qua hai chuông nhỏ Đường đia sáng trắng chính là ánh điện Franklin nói: "Đây chính là sấm chớp đánh xuống đỉnh nhà chúng ta, nó chạy qua đây và thẳng xuống đất Nếu tôi không lắp kim loại đó, nhà chúng ta đã bị sét đánh hỏng rồi" "Thật à?" - Vợ và gái Franklin ngạc nhiên và hỏi ông "Đúng thế" - ông nói và ôm lên hôn âu yếm "Thanh kim loại này có thể gọi là thu lôi rồi" - đứa gái thông minh tay nói "Chỉ có điều nó nhỏ so với ngôi nhà lớn, nên gọi là Kim thu lôi" - ông cười nói với gái "Vâng, vâng!" - Đứa gái nhỏ vỗ tay đắc chí nói - "Kim thu lôi, kim thu lôi, cha tôi đã phát minh kim thu lôi! Nó có thể chinh phục Lửa thần" Franklin - Chinh phục lửa thần: Thiên Lôi Câu hỏi này đã là mối quan tâm sâu xa nhà khoa học, Benjamin Phorencơlin (Benjamin Franklin: 1706 – 1790), người Hoa Kỳ, vào năm ông 46 tuổi Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (49) Trang 48 Vào thời ấy, loài người còn chưa hiểu rõ ản chất tia sét Người ta nghĩ rằng, tia sét là “Thiên lôi”, tay sai nhà Trời, Trời phái trừng trị ma quỷ và người xấu xa, gian ác Sét vào chỗ nào, chỗ phải là chỗ trú ẩn “ma”, “quỷ” nào đó; nổ vào người nào, người phải là kẻ có tội đó: trái điều răn, chống lệnh Trời, tới số hàm oan Người thời chưa biết gì nhiều điện Thời thượng cổ, Hy Lạp, người Trung Hoa đã biết hữu điện, mãi tới kỷ 18, loài người biết điện không nhiều là Đại khái có nhiều chất như: đá quý, lụa, sáp, thuỷ tinh…, chà xát hút vật nhẹ lá cây, cọng rơm…Người ta biết điện qua sức hút đó và biết kim loại có tính dẫn điện Vào năm 1752, Phorencolin làm thí nghiệm để tìm biết chất tia sét Để chuẩn bị cho thí nghiệm này, Phorencơlin làm diều theo kiểu diều trẻ em nước ta thường làm để thả bay gió Diều không phất giấy mà căng lụa, là chất mà Phorencơlin biết rằng, chà xát thì sinh điện Một sợi kim loại nhọn dược buộc vào que căng lụa, nối tiếp với sợi dây gai, dùng để thả diều Ở đầu mút sợi dây gai, ông buộc dải lụa Cuối dải lụa buộc cái chìa khoá kim loại Phorencơlin làm cái chòi đồng trống Thường ngày, ông cùng người trai, năm 21 tuổi, trú chòi, chờ giông xảy đến thì thả diều Một chiều nọ, giông hình thành trên cánh đồng Cha Phorencơlin thả diều Diều bay lên tận đám mây thấp Cơn giông lớn Sét nổ, sấm vang Bỗng, ông nhận thấy sợi dây gai săn cứng lại Ngay lúc đó với bàn tay trần, ông mó vào chìa khoá kim loại cuối sợi dây gai Một tia lửa xẹt Ông bị điện giật May mắn là không Ông đâu hiểu rằng, với thí nghiệm này, ông đã phơi mình cho sét đánh Một nhà khoa học Thuỵ Điển, giáo sư G.Richman (G.Richkhman), thuộc Viện Hàn lâm khoa học Nga Xanh Pêtecxbua (Saint Pétersbourg) - tức thành phố Lêningrat ngày – đã bị sét đánh chết, làm lại thí nghiệm Phorencơlin Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (50) Trang 49 Với thí ngiệm này, Phorencơlin khám phá hai điều: - Tia sét là tia lửa điện nảy hai đám mây - Điện tia sét có thể dẫn theo dây kim loại, thì có thể điều khiển nó được, nhằm tránh nạn sét đánh Với khám phá thứ hai, Phorencơlin đã sáng chế cột thu lôi bảo vệ các lâu đài, các bạn thấy có các mũi nhọn kim loại chọc trời, làm tăng thêm vẽ uy nghi công trình kiến trúc Không phải chúng nhằm làm tôn vẻ cao nghiêm cho chủ, mà chính là để thu nhanh và dẫn dòng điện sấm sét Thiên lôi không thể thực lệnh trừng phạt “Trời”, dầu lão có hét gầm, gào thét Đã có cột thu lôi bảo vệ nhà cửa, lâu đài Người ta lại nói: sét đánh xuống chỗ nào thì người chết, cây cháy; đào đất nơi người ta tìm thấy môt cái búa, gọi là “búa trời” Nói đúng Quả là, đào đất nơi sét giáng xuống thì có cái búa thật Nhưng phải biết rằng, tia sét đánh xuống đất mà không nhằm trúng người nào thì đào đất nơi ấy, có cái búa Nói là búa, thực hình thù nó giống cây củi, tròn, dài, có u nần, có cái dài tới 12 mét, đường kính cm Chinh vì sét đánh có búa mà làm cho người không hiểu khoa học lấy làm run sợ, gọi tia sét là “Thiên lôi”.Những kẻ mê tín run sợ vì chưa biết điện sét, chưa biết rằng, tia sét nẩy hiệu điện trăm triệu vôn Tia lửa điện này, phóng xuống đất làm cho đất đá chảy ra, nguội thì đông đặc lại, tạo cái mà người ta gọi là “búa trời” đó Nếu sét nổ xuống miền đất xốp, đất cát, thì búa có thể dài tới hàng trăm mét Vậy búa trời là thứ đá biến tính vì bị nhiệt tia sét nung chảy, đông đặc lại Bí mật cái “búa trời” Thiên lôi và bí mật Thiên lôi là Trung bình giây đồng hồ, tầng đối lưu bao quanh Trái đất, có hàng trăm tia sét nổ Nếu người ta chế ngự nguồn điện này để sử dụng thì ta có điện lớn tổng số điện đươc sản xuất trên giới Tiếc nỗi, tới nay, loài ngưòi hãy còn chưa có phương pháp nào để sử dụng Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (51) Trang 50 nguồn điện này Ước gì người Việt Nam chúng ta cố găng góp phần mình công đó Cột thu lôi Những phát minh và nghiên cứu khoa học Franklin là nhà phát minh phi thường Trong số phát minh ông có cột thu lôi, đàn armonica, bếp lò Franklin, kính hai tròng, và ống thông tiểu mềm Franklin không xin quyền cho phát minh mình; tự truyện ông đã viết, "Vì chúng ta hưởng thụ nhiều tân tiến có từ phát minh người khác, chúng ta cần phải sung sướng có hội phục vụ người khác phát minh mình; và chúng ta phải làm điều đó cách thoải mái và hào phóng" Năm 1743, Franklin lập Hội Triết học Mỹ để làm nơi thảo luận các khám phá cho nhà khoa học ông bắt đầu tiến hành nghiên cứu điện, và công việc này cùng với công trình khoa học khác ông, tiếp tục theo ông đời, khoảng thời gian giành cho chính trị và kiếm tiền Năm 1748, ông thôi nghề in và chuyển sang ngành kinh doanh khác Ông liên kết với vị đốc công mình là, David Hall, người đã chia nửa số lợi tức từ gian hàng với Franklin 18 năm Công việc kinh doanh nhiều lợi nhuận này khiến ông có thời gian cho nghiên cứu, và vài năm ông đã có nhiều phát minh mang lại danh tiếng học vị trên khắp Châu Âu, và đặc biệt là Pháp Trong số đó có nghiên cứu ông điện Franklin cho điện phát từ "thủy tinh" và "nhựa cây" không phải là kiểu "chất lưu điện" (như điện gọi thời ấy) khác nhau, mà cùng là chất lưu điện áp lực khác Ông là người đầu tiên đặt tên cho chúng là dương và âm, and he was the first to discover the principle of conservation of charge Năm 1750, ông xuất bài viết đề xuất thí nghiệm để chứng minh sét là điện cách thả diều bão có vẻ trở thành bão sét Ngày 10/5/1752, Thomas-François Dalibard nước Pháp đã tiến hành thí nghiệm Franklin (sử Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (52) Trang 51 dụng cột thu lôi thép cao 40 foot thay cho diều) và đã thu tia lửa điện từ đám mây Ngày 15/6, Franklin tiến hành thí nghiệm với diều tiếng mình Philadelphia và thu tia lửa điện từ đám mây (không biết Dalibard đã làm điều đó, từ 36 ngày trước) Thí nghiệm Franklin không viết Lịch sử và Tình trạng Hiện Điện Joseph Priestley xuất năm 1767; chứng cho thấy Franklin đã chuẩn bị cách điện (không phải chạm trực tiếp vào đường dẫn, ông có thể gặp nguy hiểm vì điện giật sét đánh) Trong giấy tờ ghi chép mình, Franklin ông nhận thức nguy hiểm và đã sử dụng cách khác để chứng minh sét là điện, thể việc ông dùng tiếp đất Nếu Franklin thực có tiến hành thí nghiệm này, ông không làm nó theo cách thường miêu tả, thả diều và chờ bị giật sét đánh, (bởi điều đó có thể gây nhiều xúc cảm dẫn tới tử vong) Thay vào đó ông dùng diều để có điện từ đám mây bão, việc này đồng nghĩa với sét là điện Ngày 19/10 thư gửi tới Anh để hướng dẫn thực lại thí nghiệm đó, Franklin đã viết: "Khi mưa đã làm ướt sợi dây diều tới mức nó có thể dẫn điện tự do, bạn thấy nó phát thành tia lửa điện từ chìa khóa để khuỷu tay gần lại, và khóa đó là lọ nhỏ, hay bình Leiden, nó có thể tích điện: and from electric fire thus obtained spirits may be kindled, and all other electric experiments [may be] performed which are usually done by the help of a rubber glass globe or tube; and therefore the sameness of the electrical matter with that of lightening completely demonstrated” Cột thu lôi chống sét: Những thí nghiệm điện Franklin đã đưa tới phát minh cột thu lôi Ông đã lưu ý cuột thu lôi nên có đầu nhọn không phải đầu tròn để có thể thu điện cách yên lặng, và thu khoảng cách xa Ông đoán phát minh này dùng để bảo vệ các tòa nhà khỏi sét, cách lắp các "cột thu lôi thép thẳng đứng, nhọn cây kip và sơn phủ tránh han rỉ, và Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (53) Trang 52 có hệ thống dây dẫn bên ngoài tòa nhà nối chân cột thu lôi đó dẫn xuống đất; Những cột thu lôi có thể dẫn điện cách êm ái từ đám mây xuống đất trước nó đủ lớn để thành sét đánh, và nhờ cứu chúng ta khỏi nguy hiểm bất ngờ và kinh khủng đó!" Sau loạt thí nghiệm chính nhà Franklin, các cột thu lôi đã lắp đặt trên Hàn lâm viện Philadelphia (sau này là Đại học Pennsylvania) và Tòa Thị chính Pennsylvania (sau này là Independence Hall) Để ghi nhận nghiên cứu lĩnh vực điện ông, Franklin đã nhận Huy chương Copley Royal Society năm 1753, và vào năm 1756 ông trở thành số ít người Mỹ kỷ mười tám bầu làm Fellow of the Society Đơn vị cgs electric charge đã đặt theo tên ông: franklin (Fr) tương đương statcoulomb Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (54) Trang 53 Tài liệu tham khảo Sách Vật lý công nghệ - Đời sống NXB Giáo Dục, Lê Nguyên Long, Nguyễn Khắc Mão http://thuvienvatly.com/home/content/view/80/243/ http://thuvienvatly.com/home/content/view/1346/243/ http://thuvienvatly.com/home/content/view/1450/243/ http://home.vatlytuoitre.com www.vietsciences1.free.fr/vietscience/docbao/why/vatlyvui1-21.htm http://lophoc.thuvienvatly.com/mod/glossary/view.php?id=334&mode=letter &hook=B&sortkey=&sortorder= http://vi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9t http://vi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9t_h%C3%B2n http://www.vocw.edu.vn/content/m10468/latest/ http://vietbao.vn/The-gioi/Nhung-nguoi-song-sot-sau-setdanh/30130808/167/ http://wapedia.mobi/vi/S%C3%A9t v.v… Sét? GVHD: Lê Văn Hoàng (55)