Zum Faradayschen Käfig: Also wenn ich das richtig verstanden habe funktioniert das (jetzt mal in 2D) so: Wenn man ein geschlossenes Rechteck aus Metall hat und sich darin befindet und der Blitz schlägt ein, dann ist der Blitz ja negativ geladen und die ganzen Elektronen verteilen sich in dem Metall auf dem äußerden Rand, weil sich negative Ladung (so wie positive Ladung) abstößt. Und deshalb bleibt man im Innenraum (sofern man das Metall nicht anfasst) unversehrt. Die Ladung wird dann in die Erde abgeleitet. Hab ich das so richtig verstanden?
Wie könnte man das, was ich gerade geschrieben habe (sofern es stimmt) noch detailierter erklären (aber bitte ohne Rechnung)?
Ich habe gehört, dass keine Blitzableiter mehr genutzt werden, sondern irgendwie ein Metallband ins Fundament eines Hauses eingebaut wird an das der Stromkreis vom Haushalt angeschlossen wird… wie geht dass dann, wenn der Blitz einschlägt?
2 Fragen zur Entstehung von Blitzen
Ich hab noch zwei Fragen:
Warum ist der Blitz nicht gerade, sondern hat immer so Zacken?
Warum sind die negativ geladenen Teilchen schwerer als die positiv geladenen Teilchen und sammeln sich im unteren Teil der Wolke an? Negativ geladene Teilchen haben ja nur mehr Elektronen und soweit ich weiß, ist die Masse von elektronen sehr gering und nicht ausschlaggebend für die Masse der Teilchen.
Influenzladung. Der untere Teil der Wolke ist negativ geladen. Er zieht im Boden positive Ladungen an und stößt die negativen ab.
Zum Faradayschen Käfig: Also wenn ich das richtig
verstanden habe funktioniert das (jetzt mal in 2D) so: Wenn
man ein geschlossenes Rechteck aus Metall hat und sich darin
befindet und der Blitz schlägt ein, dann ist der Blitz ja
negativ geladen und die ganzen Elektronen verteilen sich in
dem Metall auf dem äußerden Rand, weil sich negative Ladung
(so wie positive Ladung) abstößt. Und deshalb bleibt man im
Innenraum (sofern man das Metall nicht anfasst) unversehrt.
Die Ladung wird dann in die Erde abgeleitet. Hab ich das so
richtig verstanden?
Ja.
Wie könnte man das, was ich gerade geschrieben habe (sofern
es stimmt) noch detailierter erklären (aber bitte ohne
Rechnung)?
Im Inneren des Metallkäfigs kann es keine elektrischen Felder geben. Wenn es Felder geben würde, dann würden sich im Metall sofort Ladungen verschieben, die ihrerseits wieder elektrische Felder erzeugen, die dem Ganzen entgegenwirken. Selbst wenn man also im Inneren eines Faraday-Käfigs in Berührung mit größeren Ladungsmengen stoßen würde, bekäme man gar nichts davon mit, weil auf diese Ladungen keine Kräfte wirken, und sie daher gar keine Veranlassung haben, uns in irgendeiner Form zu ärgern.
Ich habe gehört, dass keine Blitzableiter mehr genutzt
werden, sondern irgendwie ein Metallband ins Fundament eines
Hauses eingebaut wird an das der Stromkreis vom Haushalt
angeschlossen wird… wie geht dass dann, wenn der Blitz
einschlägt?
Die Geräte im Haushalt sind aus anderen Gründen geerdet. Das hat mit der Sicherheit zu tun. Nur so ist gewährleistet, dass die Sicherung rausfährt, sobald das Gehäuse eines Elektrogeräts unter Strom steht.
Warum ist der Blitz nicht gerade, sondern hat immer so Zacken?
Blitze folgen dem Weg des elekritschen Feldes und des geringsten Widerstandes. Schwankungen in der Ladungsverteilung, der Luftfeuchtigkeit, usw. sorgen zu einer Richtungsänderung des Blitzes.
Warum sind die negativ geladenen Teilchen schwerer als die positiv geladenen Teilchen und sammeln sich im unteren Teil der Wolke an? Negativ geladene Teilchen haben ja nur mehr Elektronen und soweit ich weiß, ist die Masse von elektronen sehr gering und nicht ausschlaggebend für die Masse der Teilchen.
Das ist richtig. Es handelt sich immerhin um Regentropfen, und da ist für die Masse doch viel ausschlaggebender aus wieviel Wasser sie bestehen.
Ich bin mir nicht sicher, ob Deine Frage inzwischen hundertprozentig geklärt ist. Auf jeden Fall gehörten Gewitter noch vor wenigen Jahren zu den am schlechtesten verstandenen elektrischen Phänomenen. Eine Theorie besagt folgendes: In Wassertropfen findet auch Influenz statt. Nehmen wir an, in Deiner Abbildung fällt ein Tropfen nach unten. Auf seiner Unterseite wird er negativ aufgeladen, auf seiner Oberseite positiv. Da er sich nach unten bewegt, ist seine „Vorderseite“ also negativ und er wird auf seinem Weg mehr positive als negative Ladungen einsammeln und nach unten transportieren. Die Ladungsverteilung, die Du darstellst wird also durch ihn noch verstärkt. Übrigens könnte ein Tropfen der nach oben „fällt“ ebenfalls das Ungleichgewicht verstärken. Das erklärt zwar noch nicht, wie es am Anfang zu einem Ungleichgewicht kommt, aber warum es nach und nach stärker wird. Ich glaube, dass auch die umgekehrte Ladungsverteilung möglich wäre.
Man kann dann auch noch unterscheiden, in welche Richtung der Blitz orientiert ist. Die meisten laufen von der Wolke zur Erde, aber auch das Gegenteil ist schon beobachtet worden.
Die meisten Blitze überhaupt (auch wenn der durchschnittliche Beobachter daheim das vielleicht nicht so wahrnimmt), verlaufen übrigens zwischen Wolke und Wolke.
Noch eine Frage
Warum hat ein normales Einfamilienhaus denn einen Blitzableiter der z.B. au zwei Seiten am Haus runter bzw. in die Erde geht? Und wieso nicht nur einen Blitzableiter der am Haus entlang in die Erde geht. Ist das nur, weil der Blitz damit besser verteilt wird?
Die Geräte im Haushalt sind aus anderen Gründen geerdet. Das
hat mit der Sicherheit zu tun. Nur so ist gewährleistet, dass
die Sicherung rausfährt, sobald das Gehäuse eines
Elektrogeräts unter Strom steht.
Normalerweise sollte zuerst der FI darauf ansprechenn (ab ca. 30 mA). Damit die Sicherung fällt, sind in der Regel grössere Ströme notwendig.
