Андрій Маркелов
У підмосковному місті Красногорську є ділянка високовольтної 500-кіловольтної лінії електропередач, де дуже сильно провисають дроти. Так сильно, що під ними просто страшно ходити: відстань до них від землі складає всього близько 5 метрів. При їзді велосипедом від керма сильно б'є струмом, а пройтися в дощ із парасолькою в тих місцях зважиться тільки божевільний. Причому проводи розташовані не на пустирі, а прямо в житловій зоні. Поруч удома та лікарня.
Але в цій статті йтиметься не про санітарні норми, а про фізику. Справа в тому, що ЛЕП створює досить сильне електричне поле, яке в комбінації з низьковисними проводами може дати цікавий ефект.
Це люмінесцентна лампа, яка горить без жодних дротів та інших хитрощів під лінією електропередач. Лампа звичайнісінька, такі самі використовуються для освітлення в офісах. Хіба що довжина трохи більша — півтора метри замість 75 сантиметрів. Лампа горить не лише на землі, а й просто у повітрі, а також у руках.
Чому світиться лампа? Через напругу на її кінцях, що у свою чергу виникає через електромагнітне поле, створюване ЛЕП. Електростатичний потенціал на дротах дуже високий, а потенціал на землі, як відомо, нульовий. Іншими словами, між проводами та землею існує різниця потенціалів, або напруга. І на кінцях лампи теж існує різниця потенціалів, тому що один з кінців лампи, що стоїть вертикально, завжди ближче до проводів, а другий далі від них або знаходиться на землі.
Але ця різниця потенціалів все ж таки досить мала, щоб дати струм такої сили, який представляв би небезпеку для людини. А якщо такий слабкий струм, то й лампу він запалити не повинен. Крім того, люмінесцентні лампи влаштовані не так просто: всерединірозташовані спеціальні стартери, які запалюють її особливим способом. Чому ж лампа горить?
Тому що такі лампи, в принципі, горять з інших причин. Замість розпеченої вольфрамової дуги всередині скляної трубки є пари ртуті, які створюють ультрафіолетове випромінювання (перетворюване у видиме світло білим люмінофором на склі) за рахунок напруги, але не на кінцях лампи, а протягом всієї її довжини, тобто і на контактах, і на самої ртуті. Поле під лінією електропередач створює різницю потенціалів на парах ртуті всередині лампи, змушуючи їх світитися. Тому для свічення не потрібен стартер, тому під ЛЕП не світяться звичайні лампи розжарювання, і тому людину не вбиває удар струму. Просто в основу ефекту, що спостерігається, покладено дещо інша природа.
Лампа світиться дуже сильно, якщо встромити її в землю, трохи слабше, якщо тримати її вертикально в руках і ще слабше, якщо тримати її горизонтально. Причина в різній напрузі на лампі: встромлений у землю кінець дає моментальний шлях для стікання струму, а вертикальне положення створює велику різницю потенціалів за рахунок різної відстані від кінців лампи до проводів.
При цьому можна виявити, що лампу достатньо взяти за середину двома руками, і тоді світ перестає бути рівномірним. У проміжку між руками воно згасає зовсім, а також сильно спадає на ділянці від руки до нижнього кінця, якщо ця ділянка не надто велика. Лампа не горить між руками тому, що в цьому місці різниця потенціалів надто мала, щоб запалити пари ртуті: потенціал з кінців лампи проходить по ній і стікає через руки в землю, а між ними напруги просто недостатньо.
Аналогічно поводиться лампа, взята з вільним нижнім кінцем.
Крім того, світіннялампи різко падає при піднесенні до масивних залізних конструкцій або широких кущів. Ймовірно, ці об'єкти теж сприяють стіканню потенціалу в землю, «стягуючи» поле поруч із собою.