电压差能在云地闪电之前出现吗?电压差能在短距离内测量吗?

Question

我最近听说了一件轶事，说闪电击中了20秒前一些孩子正在玩耍的地方。他们的头发竖起来，这表明在这样的打击之前有一个显著的电压。

我假设一个普通的万用表会显示一个非常高的电压在地面和云层之间，这将产生一个地面打击(这将促进打击)。

• 在地面和空中2-3米之间会有电压吗?
• 在罢工前多长时间这个电压会变得明显(相对于噪声显著)?

Answer 1

有总是从地面向上的背景电压差，每垂直米约为100V，导致大气顶部和地面之间的净电压差约为400000 v。然而，作为一种良好的绝缘体，它的导电性很差，因此电流密度极低，这使得用普通的万用表测量非常困难:这些微小的引线上没有足够的表面积来接触空气和地面。再加上非常低的电流密度，你的数字万用表(DMM)根本不够灵敏，无法测量电压差。

尽管雷击前的瞬间会产生数千万伏特的电势，但使用DMM仍然会给你带来几个大问题:

1)照明是一种通过电离空气分子“管道”的能量传输。你很难预测管道会在哪里建立，及时到达那里，最重要的是，在你的身体会变成的瞬间蒸汽超新星中幸存下来。

2)你仍然面临着DMMs引线表面面积太小的问题。当然，有很大的电压电位，但电流密度仍然太小，无法用未经修改的DMM测量。就像Trond Hansen上面提到的，你需要将你的DMM连接到一个大的“集电极”才能真正看到差异，(然后根据集电极的表面积计算观察到的电流密度)。