Каждую секунду в мире возникает около 100 молний средней длительностью по 2 мс. При этом среднее напряжение в канале молнии
Вопрос пользователя
Каждую секунду в мире возникает около 100 молний средней длительностью по 2 мс. При этом среднее напряжение в канале молнии оценивается как 10 МВ, а заряд, переносимый одной молнией, примерно равен 40 Кл. В 1892 г Николо Тесла предложил использовать энергию, генерируемую этой «электрической машиной» планеты. Оцените мощность такой «машины» и сравните её с совокупной мощностью современных электростанций мира, если среднее годовое энергопотребление составляет сегодня 15⋅1012 кВт⋅час.
Ответ эксперта
Оценим мощность одной молнии по формуле P1 = I×U , где I = Q/t = 40/ 2⋅10^-3 = 20 кА.
Тогда получаем, что P1 = I×U = 10⋅10^6 × 20⋅10^3 = 2⋅10^11Вт.
Тогда полная мощность атмосферной машины планеты составляет P= 100 Р1 = 2⋅10^13Вт.
По условию годовая выработка электроэнергии составляет W =15⋅10^12 кВт⋅час, или 54⋅10^18Дж. Тогда средняя мощность всех электростанций мира может быть оценена как
54⋅10^18/365/24/3600≈ 1,7⋅10^12 Вт. Таким образом, современная мощность электрических станций мира примерно всего на порядок меньше, что, с учетом неизбежно низкого КПД при накопления импульсной энергии делает разработку методов использования энергии «электрической машины Земли» нецелесообразным.
Ответ: 2⋅10^13 Вт, мощность электростанций примерно на порядок меньше.
