雷の電気容量について

質問

こんにちは、
雷の電気容量って単位体積または単位面積当たり、どのくらいあるのでしょうか？
また、避雷器等の性能実験で使用する人口的に起こす事が可能な雷の電気容量は幾らでしょうか？
また、その値は、自然の雷と比べて小さいのでしょうか？

回答No.1

Denkigishi · ベストアンサー

雷雲全体が保有するエネルギーとか電荷とかというのは分かりませんが、落雷１回分のエネルギーは1「GJ]くらいと言われていますので、それから類推すると巨大なエネルギーが詰まっていると思います。

国産で最高級の低圧避雷器の代表的性能は、電圧＝1[kV]　電流＝100[kA]、雷は三角波状で、継続時間は30[μs]くらいなので、避雷器の処理エネルギーは1[kJ]程度です。雷のエネルギーのほとんどは空中で消費されているものと考えられます。

避雷器の実験をする時は、雷インパルス発生装置を使います。
代替法として、大容量の電解コンデンサ（例えば、1000V×10000μF）に充電してこれを放電させることで避雷器の性能を確かめることは可能ですが、30[μs]という急峻な放電は難しいかも知れません。

補足

お返事ありがとうございます。

＞代替法として、大容量の電解コンデンサ（例えば、1000V×10000μF）に充電してこれを放電させることで避雷器の性能を確かめることは可能ですが、30[μs]という急峻な放電は難しいかも知れません。
1000V×10000μF=10Cですね。もっと大量に充電できるコンデンサーは
ないのでしょうか？下記では、112.5Cの電荷を蓄えられるとご教示
頂きました。

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa2959530.html

この電荷を使用して、雷インパルス装置を作ると、どのくらいの面積まで
絞ってこの電荷を照射できるのでしょうか？また、この照射は、瞬間的に
しかできないのでしょうか？どんどん電荷を照射しながら、後方で電荷を
蓄えながら連続的に照射は出来ないのでしょうか？

回答No.2

Denkigishi

＞どのくらいの面積？
電源と避雷器を電線で直接に接続するので「面積」という概念はどこにもありません。
あなたは「避雷器」等の性能実験をするとのことだったので、そのつもりで回答しておりましたが、ひょっとして「避雷針」の実験ですか？　それだと、私の先の回答とは不一致です。

お礼

取りあえず、締め切りさせて頂きます。改めて質問させて頂きます。

補足

お返事ありがとうございます。

＞「避雷器」等の性能実験をするとのことだったので、そのつもりで回答しておりましたが、ひょっとして「避雷針」の実験ですか？　それだと、私の先の回答とは不一致です。

「避雷器」とか「避雷針」に、限りません。私が、知りたいのは、
（１） この電荷（例えば112.5C）を使用して、雷インパルス装置を作ると、どのくらいの面積まで絞ってこの電荷を照射できるのか？です。例えば、112.5Cの電荷を１ｍｍ＾２の面積に絞って照射することは可能でしょうか？更にもっと面積を絞って照射することは可能でしょうか？

（２） この照射は、瞬間的にしかできないのでしょうか？どんどん電荷を照射しながら、後方で電荷を蓄えながら連続的に照射は出来ないのでしょうか？

です。ややこしいことをお尋ねしまして申し訳ございませんが、よろしくお願い致します。

追伸
貯めた電荷を、一気に照射する装置は、「避雷器」の性能試験しか、思い浮かばないのですが、このような装置は、他にあるのでしょうか？