Kako razumjeti kapacitet Zemlje?

Njegova površina se uzima kao jedna sferna ‘ploča’ kondenzatora s dvije ploče, a druga ploča je šuplja sfera smještena na beskonačnoj udaljenosti.

Njegov kapacitet se mjeri (u faradima) u smislu količine naelektrisanja u kulonima koji ćete morati pumpati u zemlju za povećanje njenog električnog potencijala za 1 volt.

Ovo se može lako izračunati ako uzmemo u obzir da je električni potencijal sfernog provodnika dat jednačinom V=kQ/r gdje je k Kulonova konstanta jednaka 9*10^9.
Budući da je poluprečnik Zemlje 6378100 metara ispostavilo se da je kapacitet 710 mikrofarada, što je, vjerujte mi, ogromna vrijednost kapaciteta.

Količina naelektrisanja potrebna za povećanje potencijala Zemlje za 1 volt ispostavlja se da je 1410 kulona, što je suludo velika količina naelektrisanja – nešto što se može isporučiti samo udarcem munje.

Činjenica da je potrebna tako OGROMNA količina naelektrisanja da bi se prouzrokovala promena električnog potencijala u zemlji za čak 1 volt, veoma je slična činjenici da ćete morati da dodate 3,6 * 10^11
tone vode za podizanje nivoa okeana za 1 metar.

Potencijal zemlje ostaje gotovo stalan, jer je najveći objekt koji je čovjeku neposredno dostupan. Ovo čini zemlju izvanrednim referentnim nivoom za upoređivanje drugih nivoa napona.

Zbog toga, umjetno fiksiramo napon zemlje na 0 volti, kao što mjerimo visine geografskih karakteristika na zemlji u odnosu na srednji nivo mora, koji umjetno nazivamo visinom od 0.

Ovo je dobro mjesto za mene da dodam napomenu o temi koja zbunjuje mnoge ljude – kako ‘pobogu’ možemo uzeti planetu Zemlju kao provodnu sferu? Sve što imamo je stena, kamen, pesak i glina!

Istina je da ako kopate nekoliko metara ispod zemlje (osim usred pustinja), tlo je uvijek vlažno. Sadržana vlaga lako otapa brojne soli koje obiluju kamenjem i blatom. Ove soli su uglavnom elektroliti. Nakon rastvaranja, soli daju električno nabijene ione (baš kao kada u vodu dodamo natrijum hlorid). Ovi joni čine vlažni sloj tla odličnim provodnikom, sa prosječnom vrijednošću otpora od 5 oma.

Ovaj vlažni sloj ispod površine zemlje formira virtuelnu provodnu šuplju sferu.

Izvor: https://www.quora.com/Why-isn%E2%80%99t-the-capacitance-of-Earth-zero

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *