가끔씩 폭우 및 태풍때 볼수 있는 천둥 번개에 원리는 무엇인가요?
가끔씩 보는 천둥번개에 대해서 문득 궁금증이 생겨 문의
드립니다. 천둥번개는 어떤 원리로 만들어 지는지 그리고 어느정도에 파워를 가지는지 궁금합니다
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
천둥번개에 대한 궁금증이 생기셨군요. 천둥번개는 기상 현상 중 하나로, 번개와 천둥이 동시에 발생하는 현상을 말합니다.
번개는 전기적인 방전으로, 구름 사이, 구름과 지면 사이, 구름 내부에서 발생할 수 있습니다. 번개는 구름 안에서 양성과 음성의 전하가 분리되어 전하 차이가 발생합니다. 이 전하 차이가 커지면 구름과 지면 또는 구름과 구름 사이에 전기적인 에너지가 방출되면서 번개가 발생합니다. 이때 전기 에너지가 공기를 통해 이동하면서 열을 발생시키고, 이 열이 주변 공기를 팽팽하게 만들어 폭발음인 천둥이 발생하게 됩니다.
번개의 파워는 여러 요소에 따라 달라질 수 있습니다. 번개의 파워는 일반적으로 전기 에너지의 양과 전하 차이의 크기, 전류의 세기 등에 영향을 받습니다. 따라서 번개의 파워는 번개의 종류와 상황에 따라 다를 수 있습니다. 폭우 및 태풍과 같은 강한 기상 조건에서 발생하는 번개는 일반적으로 파워가 강하게 나타날 수 있습니다.
천둥번개는 자연의 아름다운 현상 중 하나이지만, 번개가 발생할 때는 안전을 위해 주변에 주의를 기울여야 합니다. 제가 답변을 통해 궁금증을 해소시켜 드릴 수 있어 기쁩니다. 추가로 궁금한 점이 있으시면 언제든지 물어보세요. 감사합니다!
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.
천둥과 번개는 번개발생원리에 의해 발생합니다. 번개는 일반적으로 높은 구름과 지상 사이의 전기적인 방전 현상으로, 다음과 같은 과정을 포함합니다:
1.구름 충전:
번개는 번개 구름 내에서 시작됩니다. 일반적으로, 구름 내부의 양성 및 음성 전하가 분리되고 적절한 조건에서 충전됩니다.
2.전하 분리:
구름 내에서 양성 전하가 구름 상단으로, 음성 전하가 구름 하부로 모이게 됩니다. 이러한 전하 분리는 대기 상태와 강한 상승기류에 의해 유발됩니다.
3.전하 중립화:
전하가 충분히 큰 차이를 가지면 구름과 지면 사이에 전기장이 형성되고, 이것은 전하가 중립화되는 방향으로 방전을 유발합니다.
4.번개 형성: 전기장이 강화되면 전하 중립화가 일어나면서 번개가 형성됩니다. 이것이 번개의 강도와 밝기를 결정합니다.
천둥은 번개가 발생할 때, 공기가 급격히 데워지고 팽창하면서 소리를 발생시키는 것으로, 번개와 거리에 따라 소리가 들립니다.
번개의 강도는 전하 분리와 전하 중립화 과정에서 발생하는 전기 에너지와 전기장의 강도에 의해 영향을 받습니다. 번개의 길이, 굵기, 밝기 등은 번개의 강도를 나타내는 지표가 될 수 있습니다.
일반적으로 수백만에서 수백억 와트까지 범위가 있습니다. 이해를 돕기위해
1.집 전기 사용량 대비: 일반 가정용 전기 소비량은 약 1,000 와트에서 5,000 와트 정도입니다. 번개의 강도는 이보다 훨씬 높아서 가정용 전력 소비량보다 수천 배나 강할 수 있습니다.
2.원자폭탄과 비교: 작은 원자폭탄의 폭발 에너지는 수킬로톤(톤급)에서 몇 백킬로톤(킬로톤급) 정도입니다. 번개의 강도는 일부 경우에서 이보다 훨씬 강력할 수 있으며 수백메가톤(메가톤급) 이상의 에너지를 가질 수 있습니다.
번개는 순간적이고 지역적인 현상이므로, 전체 전력 공급에 비해 상대적으로 작지만, 개별 번개의 강도는 상당히 높을 수 있습니다.
이러한 비교는 번개의 강도가 어마어마하게 크다는 것을 보여주며, 그 엄청난 에너지로 인해 번개가 발생하는 순간에는 폭발음과 강한 빛이 발생합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. 구름의 충돌과 정전기:
- 폭우나 태풍과 같은 기상 현상에서는 대기 중에 구름이 형성됩니다. 이 구름은 양성과 음성의 정전기를 가지고 있을 수 있습니다.
- 구름 안에서 물 방울이 서로 충돌하거나 얼음 입자가 서로 마찰할 때, 전하가 분리되고 구름 내부에서 전기적인 에너지가 축적됩니다.
2. 전하의 분리와 충돌:
- 구름 안에서 전하가 축적되면, 지평선 상의 땅 또는 다른 구름과의 전하 차이로 인해 전하가 분리될 수 있습니다.
- 이러한 전하 차이로 인해 대기에서 강한 전기장이 형성되고, 이 전기장은 구름과 지평선 또는 구름 사이를 연결합니다.
3. 번개의 발생:
- 전기장이 충분히 커지면, 공기 안의 분자들이 이온화되고 전기적으로 활성화됩니다.
- 이 활성화된 공기 경로를 따라 전기 방전이 발생하면 번개가 번쩍이며, 이는 매우 높은 온도와 밝은 빛을 발생시킵니다.
- 번개가 발생할 때 동시에 발생하는 폭발음인 천둥은 번개의 열이 주변 공기를 급격하게 팽창시키면서 소리로 전달됩니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
번개는 구름 안의 수증기가 고온과 고압으로 인해 물방울 형태로 응축되면서 생기는 자극과 마찰로 인해 음전하와 양전하가 발생하게 됩니다. 이러한 전하의 차이가 기전력을 만들어내고, 이 기전력이 축적되어 어느 순간 방전이 일어나면 번개가 발생합니다. 천둥은 이러한 번개 발생으로 인해 생긴 충격파가 공기를 통해 전달되면서 소리로 울리게 되는 현상입니다
번개의 파워는 매우 강력합니다. 번개의 전압은 약 10억 볼트, 전류는 약 100만 암페어에 달할 수 있습니다. 또한, 번개는 수백만 개의 칼로리 열을 발생시켜, 주변의 공기를 가열하여 폭발시킬 수 있습니다.
안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.
천둥번개는 마찰이 에서 생기는 정전기 일종입니다
폭풍나 태풍이 오게 되면 공기 중에 수증기나 입자 등의 빠르게 움직이게 되는데이런 과정에서 마찰력이 일어나게됩니다.
이 정전기의 규모가 커진것이 천둥번개 입니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
번개는 ‘구름 속에 형성된 전기장에서의 방전(전기를 방출함) 현상’입니다. 구름 입자는 양전하(+)와 음전하(-)를 갖는데, 이때 구름 입자들은 전기적으로 서로 다른 성질을 띕니다. 그러다가 전하의 갯수를 맞추기 위해서 입자간 전하 이동이 생기게 됩니다. 이를 방전 현상이라고 합니다. 이때 아주 높은 열 에너지와 빛 에너지가 발생하고, 여기서 발생한 빛 에너지가 바로 번개입니다.
천둥(우레)은 ‘공기 중의 전기 방전에 의하여 발생하는 소리’입니다. 즉, 절연체인 공기가 순간적으로 팽창해 나는 소리가 천둥입니다. 이 둘을 아울러 ‘뇌전’이라고 합니다.