Nesamostatný výboj v přírodě

20.10.2025

Bouřka je častým typem extrémního počasí, s nímž se můžeme v přírodě setkat. Obzvlášť v horách, kde se rychle mění počasí, k tomu může dojít doslova před očima. Pokud víme, jak bouřka vzniká, můžeme včas reagovat na potenciální hrozbu.

Co je to blesk?

Nejznámějším příkladem jiskrového výboje je blesk. Je to obrovský jiskrový výboj, jehož dráha je dlouhá v průměru 2-3 km, doba trvání 0,001 s a teplota dosahuje i víc než 20 000 °C. Napětí mezi mrakem a zemí může dosáhnout až stovky milionů voltů, s průměrným proudem kolem 20 000 A.

Druhy samostatného výboje

Podle velikosti elektrického proudu rozeznáváme tři druhy samostatného výboje:

Doutnavý výboj: Vzniká při vysokém napětí ve výbojových trubicích naplněných částečně zředěnými plyny. Objevuje se i v přírodě v okolí velmi vysokého napětí a nazývá se koróna. Můžeme ho vidět na hrotech, rozích a hranách při dálkovém vedení elektrické energie. Například na vrcholcích lodních stožárů, stromů a keřů (tzv. Eliášovo světlo).
Jiskrový výboj: Je podobný obloukovému výboji. Vzniká při velkých elektrických proudech, je krátkodobý a intenzivní doprovázený jiskrou.
Obloukový výboj: Vzniká při velkých proudech (ampéry až desítky ampér), při kterých se výrazně zvýší vodivost plynu a plyn i elektrody se silně zahřejí (na několik tisíc $ ^{\circ} C $).

Jak se chovat během bouřky?

Co je vhodné udělat v bouřce? Schovat se třeba do auta, které funguje jako tzv. Faradayova klec.

Využití elektrických výbojů

Elektrický výboj se používá i v energetice. Zhlédněte jednoduché vysvětlení základních principů fotovoltaického jevu, tedy cesty, jak získat energii ze slunce. Na jeho principu fungují dnešní fotovoltaické panely.

Čtěte také: Zázraky Přírody: Pohled z Umění a Vědy

Blesků se mnoho lidí bojí, ale výboje lidem i pomáhají, například při úpravě materiálů, čištění vzduchu, vody, výfukových plynů nebo pro úpravu nepromokavého povrchu látek. Pomocí blesku lze z vody například odstranit fenoly a polychlorované bifenyly, které se klasickými metodami odstraňují velmi obtížně a nákladně.

Znečištěná voda protéká válcovým reaktorem, ve kterém je umístěná kompozitní elektroda. Připojením napětí na elektrodu vznikají tisíce malých blesků. Plamenný výboj při šíření vodním prostředím vytváří peroxid vodíku a ozon, ty napadají chemické látky nebo mikroorganismy ve vodě. Výboj také vytváří silné elektrické pole, rázovou vlnu, emituje ultrafialové záření a silně svítí. Kombinace těchto jevů je účinnou zbraní proti nečistotám všeho druhu. Elektrický výboj čistí vodu bez chemie.

Fyzikální principy

Za normálního tlaku a teploty obsahují plyny velmi málo volných elektricky nabitých částic, jsou proto velmi dobrými izolanty. Působením vysoké teploty nebo záření (ultrafialovým, rentgenovým nebo radioaktivním) se z původně neutrálních molekul plynu uvolní elektrony a vytvoří kladné ionty. Některé uvolněné elektrony se zachytí na neutrálních molekulách a vytvoří záporné ionty. Z nevodivých plynů se tak stanou plyny vodivé. Energii, kterou je zapotřebí dodat na odtržení elektronu z neutrálního atomu se říká ionizační energie.

Spojí-li se v plynech elektron s kladným iontem nebo záporný iont s kladným iontem vznikne opět neutrální molekula plynu. Prochází-li plynem elektrický proud při vysokém napětí bez působení ionizátoru, nastal samostatný výboj. Napětí, při kterém vznikne samostatný výboj je zápalné napětí. Záporné ionty plynu se mezi elektrodami sráží s neutrálními molekulami plynu, rozštěpí je a vznikne dostatek dalších volných iontů schopných vytvořit elektrický proud.

Čtěte také: Dobrodružství s albatrosy v knihách

Čtěte také: Více o rizicích v přírodě

tags: #nesamostatný #výboj #v #přírodě