Définition: Un coup de foudre est la décharge directe d’une charge électrique entre l’atmosphère et l’objet de la Terre. Il s’agit d’un flux soudain de charge électrique entre la zone de charge électrique d’un nuage également appelé intra-cloud et un autre nuage appelé (CC Lightning) ou entre le nuage chargé et le sol (CG Lightning).
La région de charge du nuage est égale à la décharge électrique. Lorsque la charge de nuage est déchargée sur le sol, elle s’appelle une grève, et si la décharge est frappée sur l’objet, elle s’appelle Flash. La foudre se produit sous la forme du plasma et du son sous forme de tonnerre.
Mécanisme de la décharge de foudre
Dans l’atmosphère, le positif, ainsi que les ions négatifs dans l’air, se fixent aux petites particules de poussière. Les gouttes d’eau présentes dans l’air sont également chargées en raison de la polarisation par induction. Ces particules chargées et les gouttes d’eau ont chargé les nuages. Les ions positifs sont collectés dans la région supérieure et les ions négatifs sont collectés dans la région inférieure du nuage en raison de leur masse.
Lorsque le nuage de charge passe sur la terre, il induit une charge opposée dans la terre en dessous. La différence de potentiel dans le nuage n’est pas beaucoup plus grande que celle à la surface de la Terre, la décharge provient des nuages. Le gradient potentiel des nuages n’est pas uniforme, et il est de l’ordre de 10 à 30 kV / cm dans une partie du nuage. La décharge initiale qui est également appelée Décharge pilote ou chef de pilote se déplace lentement vers elle de la terre.
La première décharge se déplace vers la Terre en pas d’environ 50 mètres chacune et est donc appelée chef de file. Le chef pilote porte une charge avec lui, et le gradient potentiel à ses extrémités est très élevé. Il ionise l’air et fournit un chemin ou un canal pour le chef pilote. Le canal devient également chargé. Le chef pilote transporte un bateau à vapeur secondaire qui s’en écarte.
Lorsque le vapeur pilote atteint près de la Terre, l’intensité du champ électrique augmente et à cause de cela, les charges d’une polarité opposée sous la forme d’une vapeur courte s’élèvent de la Terre pour répondre à la pointe du leader vers le bas. Lorsqu’un contact est établi entre le chef pilote et le grand vapeur ascendant, un streamer de retour se déplace de la Terre vers le nuage le long du canal ionisé formé par le chef pilote. Le vapeur de retour se déplace très rapidement et produit le flash de foudre bien connu et intensément lumineux.
Le potentiel de la partie du nuage d’où le débit est abaissé par le passage de la charge à travers le canal ionisé vers la Terre. Mais l’autre partie des nuages reste facturée. Par conséquent, un potentiel élevé se développe entre le centre de charge d’origine et un autre centre de charge dans les nuages.
La charge de l’autre centre de charge est d’abord transférée au premier, puis il passe à la terre à travers le canal ionisé fabriqué par la première décharge. La décharge de la seconde n’est pas branchée et sans étapes. Sa vitesse est plus que celle du chef pilote. Ceci est connu comme le chef de Dart, et il est également suivi par les coups de retour.
De même, les autres charges sont rejetées sur la terre sous la forme de leader et de retour des traits le long du même canal ionisé. Les traits de foudre avec toute décharge sont appelés coups multiples ou répétitifs. La foudre est appelée chaude ou froide en fonction de l’ampleur et de la durée de la course.
La course de la foudre a un courant faible mais une durée longue. Il provoque le feu lorsqu’il caresse sur l’objet. Le coup de froid, la foudre a un courant élevé, mais il est de courte durée. Il provoque une explosion lorsqu’il frappe sur un objet.
Formes de vagues des courants de course
Les formes d’onde sont constituées d’une partie montrant la hausse abrupte de la tension jusqu’à un pic ou une valeur de crête appelée front d’onde, et l’autre partie montrant la décroissance de la tension appelée queue d’onde. Une telle forme d’onde peut être représentée comme la différence de deux exponentielles, donc
Où les ∝ et β montrent les constantes qui déterminent les formes. Les vagues sont définies par les temps t1 et t2 en millisecondes. Les temps pour atteindre le courant d’impulsion ou la tension à son amplitude maximale sont indiqués par t1tandis que t2 indique les moments où le courant ou les tensions est tombé à la moitié de sa valeur de crête.
Types de coup de foudre
Le coup de foudre affecte les lignes de deux manières
- Coup direct
- Induction électrostatique.
Ces façons sont expliquées ci-dessous en détail.
1. AVC direct
Dans les coups de foudre directe, le nuage atteint une grande charge et induit une charge opposée sur des objets plus grands tels que le temple, les églises ou les mosquées. Lorsque l’intensité du champ électrostatique devient suffisamment grand pour ioniser l’air voisin, la décomposition de l’air et la décharge se déroulent entre le nuage et l’objet. Ces types de décharge prennent beaucoup de temps à produire, et il frappe le bâtiment le plus haut et le plus pointu du quartier.
2. AVC à induction électrostatique
Considérez les trois nuages, les nuages 1 et 3 sont chargés positivement et le nuage 2 est chargé négativement comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Le potentiel du nuage 3 est réduit en raison de la présence du nuage chargé 2. Sur le flash du nuage 1 au nuage 2, ces deux nuages sont déchargés rapidement, et la classe 3 suppose un grand potentiel et clignote très rapidement sur terre. Ce sont les coups les plus dangereux car il ignore le bâtiment plus grand et atteint directement le sol. Ce coup est appelé les coups induits.