بارق - نحوه ایجاد رعد و برق: پدیده‌ای شگفت‌انگیز در طبیعت

این فرآیند به چند مرحله تقسیم می‌شود:

1- تجمع بارهای الکتریکی:

در ابرهای توفانی، جریان‌های هوای بالا و پایین باعث جدا شدن بارهای مثبت و منفی می‌شوند. معمولاً بارهای منفی در بخش پایین ابر و بارهای مثبت در بخش بالا تجمع می‌کنند. این تفاوت بارها باعث ایجاد میدان الکتریکی قوی بین ابرها و زمین یا بین بخش‌های مختلف ابر می‌شود.

2- تشکیل مسیر یونیزه:

وقتی میدان الکتریکی به حد کافی قوی می‌شود، هوا شروع به یونیزه شدن می‌کند و مسیرهایی از هوای یونیزه به نام کانال‌های لیدر (leader) تشکیل می‌شود. این کانال‌ها به تدریج از ابر به سمت زمین یا بین بخش‌های مختلف ابر کشیده می‌شوند.

3- تخلیه الکتریکی:

هنگامی که کانال‌های لیدر به زمین نزدیک می‌شوند، یک تخلیه پیش‌رو (stepped leader) از زمین به سمت بالا حرکت می‌کند. وقتی این دو کانال به هم می‌رسند، مسیر کاملی برای جریان الکتریکی تشکیل می‌شود و تخلیه الکتریکی اصلی که به عنوان «فلاش» شناخته می‌شود، رخ می‌دهد. این تخلیه باعث ایجاد نور شدید و صدای رعد می‌شود.

انواع رعد و برق

رعد و برق‌ها به طور کلی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

رعد و برق درون ابری (IC):

این نوع رعد و برق بین بخش‌های مختلف یک ابر رخ می‌دهد و معمولاً به صورت نورهای چشمک‌زن در آسمان دیده می‌شود.

رعد و برق ابری به زمینی (CG):

این نوع رعد و برق بین ابر و زمین رخ می‌دهد و خطرناک‌ترین نوع رعد و برق است. این نوع رعد و برق می‌تواند به سازه‌ها، درختان و موجودات زنده آسیب برساند.

رعد و برق ابری به ابری (CC):

این نوع رعد و برق بین دو ابر مختلف رخ می‌دهد و معمولاً به صورت نورهای شدید در آسمان دیده می‌شود.

خطرات و ایمنی در برابر رعد و برق

رعد و برق می‌تواند خطرات جدی برای انسان‌ها و دارایی‌ها ایجاد کند. برای کاهش خطرات، رعایت نکات ایمنی زیر ضروری است:

- در هنگام رعد و برق، از مکان‌های باز و بلند مانند تپه‌ها و دشت‌ها دوری کنید.

- از درختان بلند، فلزات و وسایل الکتریکی دوری کنید.

- در داخل ساختمان بمانید و از پنجره‌ها فاصله بگیرید.

- در صورتی که در خودرو هستید، داخل خودرو بمانید و از بخش‌های فلزی دوری کنید.

حفاظت تجهیزات در مقابل رعد و برق

رعد و برق می‌تواند به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی آسیب جدی برساند. این آسیب‌ها می‌تواند منجر به خسارات مالی قابل توجه و همچنین توقف فعالیت‌های حیاتی شود. در این مقاله، راه‌های حفاظت از تجهیزات در مقابل رعد و برق را بررسی می‌کنیم.

1. نصب سیستم‌های حفاظت از صاعقه (Lightning Protection Systems)

سیستم‌های حفاظت از صاعقه شامل میله‌های صاعقه‌گیر، سیم‌های زمین و هادی‌های پایین‌بر (down conductors) می‌شوند. این سیستم‌ها به طور کلی به سه بخش اصلی تقسیم می‌شوند:

میله‌های صاعقه‌گیر (Lightning Rods): این میله‌ها در بالاترین نقطه ساختمان نصب می‌شوند تا صاعقه را جذب کرده و به سمت زمین هدایت کنند.

سیم‌های زمین (Ground Wires): این سیم‌ها جریان الکتریکی را از میله‌های صاعقه‌گیر به زمین منتقل می‌کنند.

هادی‌های پایین‌بر (Down Conductors): این هادی‌ها جریان الکتریکی را از میله‌های صاعقه‌گیر به زمین هدایت می‌کنند.

2. استفاده از محافظ‌های ولتاژ (Surge Protectors)

محافظ‌های ولتاژ دستگاه‌هایی هستند که از تجهیزات الکترونیکی در برابر نوسانات ولتاژ و صاعقه محافظت می‌کنند. این دستگاه‌ها در ورودی برق اصلی ساختمان نصب می‌شوند و می‌توانند به کاهش خطرات ناشی از صاعقه کمک کنند.

محافظ‌های ولتاژ اصلی (Whole-House Surge Protectors): این نوع محافظ‌ها در ورودی برق اصلی ساختمان نصب می‌شوند و از تمامی تجهیزات الکتریکی در برابر نوسانات ولتاژ محافظت می‌کنند.

محافظ‌های ولتاژ نقطه‌ای (Point-of-Use Surge Protectors): این محافظ‌ها برای تجهیزات خاص مانند کامپیوترها، تلویزیون‌ها و سایر وسایل الکترونیکی استفاده می‌شوند و به پریز برق متصل می‌شوند.

3. ارتینگ صحیح (Proper Grounding)

ارتینگ یا زمین‌کردن صحیح تجهیزات الکتریکی یکی از مهم‌ترین روش‌های حفاظت در مقابل رعد و برق است. سیستم ارتینگ باید به گونه‌ای طراحی شود که جریان الکتریکی ناشی از صاعقه را به طور ایمن به زمین منتقل کند. برای این منظور:

- از هادی‌های مناسب و با کیفیت برای اتصال تجهیزات به زمین استفاده کنید.

- اطمینان حاصل کنید که تمامی تجهیزات الکتریکی به یک سیستم ارتینگ مشترک متصل باشند.

4. نصب برق‌گیرها (Lightning Arresters)

برق‌گیرها دستگاه‌هایی هستند که جریان الکتریکی ناشی از صاعقه را به زمین هدایت می‌کنند و از ورود آن به سیستم‌های الکتریکی جلوگیری می‌کنند. این دستگاه‌ها در نقاط استراتژیک مانند ورودی‌های برق و نزدیکی تجهیزات حساس نصب می‌شوند.

5. قطع اتصالات در زمان وقوع رعد و برق

در زمان وقوع رعد و برق، تا حد امکان اتصالات الکتریکی غیرضروری را قطع کنید. این اقدام ساده می‌تواند از ورود جریان‌های الکتریکی ناشی از صاعقه به تجهیزات جلوگیری کند و خطر آسیب را کاهش دهد.

نتیجه‌گیری

رعد و برق پدیده‌ای شگفت‌انگیز و در عین حال خطرناک است که ناشی از تخلیه الکتریکی بین ابرها و زمین یا بین خود ابرهاست. با درک چگونگی تشکیل و انواع مختلف رعد و برق، می‌توانیم اقدامات ایمنی مناسب را برای حفاظت از خود و دارایی‌هایمان انجام دهیم. لذا همواره توصیه می‌شود در هنگام وقوع رعد و برق، نکات ایمنی را رعایت کرده و از خطرات احتمالی جلوگیری کنیم.