Jeg spottede en del fysik, og dermed jo også matematik – fysikere beskriver Verden ved brug af matematik. Der var en “Laser Induced plasma channel”, en LIPC. Det er den, der laver lyn, og som er for kraftig, så den slår folk ihjel. En lille smule Googling viser, at der har været forsøg med den slags, men det ser ikke ud til at være lykkedes. Hvilket det jo heller ikke gør i Numb3rs. Det er en slags Taser, som ikke skal sende elektroder ud. Men som sagt er det ikke lykkedes at få det til at virke (tror jeg da).
Her er en YouTube video med en mini LIPC. Hvis altså ikke det er et falsum.
Lyn og fysikken bag, kan man læse om hos dmi. Der er stadig fænomener om lyn, fysikerne ikke kan forklare – eksempelvis, hvordan der opbygges en spændingsforskel inde i en tordensky. Det er formentlig noget med iskrystaller, sådan som Charlie forklarede det, men så vidt jeg kan læse mig til, er fysikerne ikke enige om det. Det er jo opmuntrende for potentielle fysikere: Der er noget at gå igang med
Den mystiske Pentagonmedarbejder hentyder til Amitas arbejde med Satellit Telemetri.
Her kan man læse om lyn og lynafledning. Det er der matematik i, så det er det, I får denne gang. Det er jo også væsentligt, hvis man vil bygge en LIPC, at man kan styre, hvor meget man rammer. Men jeg må indrømme, det var lidt småt med matematikken i dette Numb3rsafsnit. Vi må håbe, det bliver bedre på onsdag…
Lyn
De fleste lyn har en strømstyrke på 20000-40000 Ampere. Men der forekommer større strømstyrker, og skal man lave lynafledning regner man derfor med såkaldte 98% parametre, hvor man sikrer sig mod 98% af de lyn, der kommer. Der regnes med 200000 Ampere, Specifik energi 10MJ/Ohm og ladning 200As. Strømstigningen er 200000 A/mikrosekund (Man regner på, hvor hurtigt strømstyrken går fra 0 til de 200000A. Det tager altså 1 mikrosekund.) Dette er beskyttelse på niveau I.
Bekyttelse i kategori II er beskyttelse mod 95% af alle lyn. Og så kan man nøjes med 150000 A. For 90% skal man kunne klare 100000A.
Fra Ohms lov ved vi, at spændingsfaldet er produktet af modstand og strømsstyrke (U=RI), så ved en modstand på 1 Ohm, er der et spændingsfald på 200000 V.
Modstanden fra hoved til fod i et menneske er 400-1200 Ohm, ifølge f.eks. artiklen “Lightning hazards and risks to humans: some case studies” M. Szczerbinsky. Journal of Electrostatics, 2003.
Livsfarligt er 30J, så den specifikke energi for et livsfarligt lyn er, hvis vi regner modstanden i en person til 800 Ohm, 30J/800 Ohm= 0,0375 J/Ohm. Lyn er altså farlige. Men det ved vi jo godt.
Pointen er, at hvis lynet rammer et materiale, der leder godt (har lille modstand), vil det ledes videre gennem metallet via de frie elektroner, ligesom sædvanlig strøm. Og det er det, en lynafleder gør.
Der er statistik i lyn: Hvor sandsynligt er det, at man rammes af lyn, og at en bygning rammes af lyn? I Danmark er der en gennemsnitlig lyntæthed på 0,23 lynnedslag pr kvadratkilometer pr år. Men der er både geografiske variationer og sæsonvariationer.
85% af lynnedslagene sker i juni, juli og august. 5% i maj, 5% i september og de sidste 5 % i perioden oktober til april (inklusive). (Kilde: DMI – se link ovenfor).
Geografisk er der flest lynnedslag i den sydvestlige del af landet.
MEN: Det skal tages med et gran salt:Statistikken bygge på lynregistreringer i perioden 1991-2000, og der var et kraftigt tordenvejr i juni 1994 i Nyborgområdet, som fylder meget i statistikken. (2000 lynnedslag pr 1000 kvadratkilometer i det område i 1994)
Vindmøller er jo høje strukturer. En vindmølle vil i gennemsnit blive ramt af
(gennemsniligt antal lyn pr kvadratkilometer på det sted, hvor møllen står)x(Vindmøllens effektive areal).
Det første tal får man fra lynstatistikken. Det andet er en funktion af vindmøllens højde. For en 150 m høj, tynd konstruktion, som en mølle, er det 0,7; er den 100m, er det 0,3 begge tal er kvadratkilometer. Tallene har jeg
fra rapporten Rekommandation 25 fra Dansk Energi.
Lynnedslag i en radius på r km kan “inducere skadelige overspændinger”. Det gennemsnitlige antal nedslag indenfor den afstand er (naturligvis)
(gennemsnitligt antal lyn pr kvadratkilometer)x pi x r^2
Værdien af r afhænger af jordens ledningsevne omkring møllen.
Desuden kan nedslag i elledninger, der leder hen til møllen, have skadelig virkning, hvis de slår ned tæt nok på møllen. Hvor tæt, det er, afhænger af ledningstypen.
Personer, der befinder sig i nærheden af møllen kan komme til skade, hvis lynet slår ned i møllen, eller i terrænet omkring den. Man skal beskytte møllen, så risikoen for personskade er højst 10^(-5). Altså risiko 1:100000 pr år for personskade.
Man skal sætte lynafledere, så et lyn møder aflederen, før bygningen. Til det bruges “rolling spheres” metoden: Et lyn, der er på vej gennem luften 20 m. fra møllen, kan slå ind på møllen.
Hvis et lyn er nået til punktet p, og møllen er indenfor kuglen med centrum i p og radius 20 m, kan det altså slå ind. Man “ruller kugler” med radius 20m rundt om møllen. Der, hvor de rører, skal møllen være forberedt til lynnedslag. Det er næsten hele møllen.
Bygninger med andre geometrier har ikke berøring med de rullende kugler i nær så mange punkter.