Люминесцентная лампа, светящаяся под воздушной линией электропередачи - как это возможно?

Провода воздушных высоковольтных линий электропередачи всегда надежно изолированы от своих заземленных проводящих опор, это легко заметить по наличию диэлектрических изоляторов, которые всегда установлены на ЛЭП. И чем под большим напряжением находятся провода той или иной ЛЭП — тем более длинными изоляторами провода отдалены непосредственно от опоры.

Между заземленной опорой ЛЭП и проводами линии всегда присутствует переменное электрическое напряжение величиной от нескольких тысяч до сотен тысяч вольт (в зависимости от параметров конкретной ЛЭП). И, конечно, между проводом ЛЭП и поверхностью земли под опорой также всегда существует высокая переменная разность потенциалов.

Принцип работы люминесцентной лампы заключается в том, что когда она обычным способом включена в сеть, то к ее боковым электродам оказывается приложено электрическое напряжение, что приводит к появлению между электродами электрического поля, напряженности которого достаточно чтобы разогнать электроны, присутствующие в газе внутри колбы лампы, до высоких скоростей.

Итак, электроны ускоряются электрическим полем, и, двигаясь с высокими скоростями, врезаются в пары ртути, которые также присутствуют в колбе.

Из атомов ртути при этом выбиваются электроны, атомы поэтому ионизируются, то есть превращаются в положительные ионы ртути, но вскоре они возвращают себе недостающие электроны из окружающего газа, при этом испуская кванты ультрафиолетового диапазона.

Кванты от атомов ртути попадают на люминофор на внутренней стенке колбы, что и приводит к свечению лампы видимым светом.

Так вот, когда подобная лампа находится в пространстве между проводом достаточно высоковольтной ЛЭП (допустим с номинальным напряжением в 500000 вольт) и землей, причем не важно как расположена лампа (вертикально или горизонтально, важно — чтобы между проводом и землей, не очень далеко в сторону от ЛЭП).

Получается, что колба установлена в сильном электрическом поле, ибо между проводом ЛЭП и поверхностью земли присутствует высокая разность электрических потенциалов (пусть и переменная, с частотой 50 Гц, это не критично), и следовательно присутствует электрическое поле достаточно высокой напряженности чтобы разогнать электроны внутри колбы лампы.

Электрическое поле почти без искажений проходит через колбу. При этом происходит процесс, аналогичный тому, что имеет место во включенной в сеть лампе.

Электроны внутри колбы лампы, ускоренные электрическим полем под ЛЭП, ионизируют атомы ртути в колбе, ионы ртути затем испускают кванты ультрафиолета, а те, в свою очередь, попадают на люминофор на стенке колбы, и лампа светится так, словно включена в сеть.

Если лампу держать за один из ее концов, вертикально в приподнятой вверх руке, стоя при этом на земле под проводом ЛЭП, или просто воткнуть лампу одним концом в землю под ЛЭП — вся колба будет светиться вполне ярко.

Если лампу взять в руку (зажать в ладони) за середину колбы и расположить ее горизонтально — она будет светиться менее ярко, а та ее часть, что находится в руке, - светиться не будет, так как потенциалы между краями ладони окажутся равны, то есть разности потенциалов между этими точками не будет.

Аналогичный эффект можно получить, если взять колбу двумя руками, немного разведенными в стороны от центра колбы. Между руками свечения не будет, тогда как по бокам лампа будет светиться.

Если держать лампу вертикально или под некоторым углом не за край, а за середину колбы, то верхняя ее часть будет светиться, а нижняя (под рукой) — светиться почти не будет, поскольку разность потенциалов между проводом ЛЭП и рукой будет многократно больше, чем между рукой и землей. Между рукой и землей в этом случае будет почти нулевая, очень незначительная разность потенциалов.

Смотрите также: Как устроены и работают плазменные лампы

Андрей Повный