ฟ้าผ่า เป็นปรากฎการณ์ ที่เกิดขึ้นใน บรรยากาศ อันเกิดจากการคาย ประจุไฟฟ้า ที่สะสมในก้อนเมฆ เพียงแต่ การเกิดฟ้าผ่า ไม่ต้องมี แท่งตัวนำ การสะสมของประจุ ที่มีขั้วต่างกัน เป็นผลทำ ใหัเกิด สนามไฟฟ้า ระหว่างกลุ่มประจุเหล่านั้น เมื่อประจุ มีการสะสมจำนวนมาก ทำให้ความเครียด สนามไฟฟ้า เพิ่มสูงขึ้น เกินค่าความคงทน ของอากาศต่อแรงดันไฟฟ้า ทำให้เกิดการคายประจุขึ้น อัน เป็นจุดกำเนิดของการเกิด ฟ้าผ่าขึ้น การคายประจุ อาจเกิดขึ้น ระหว่างก้อนเมฆ หรือ ระหว่าง ก้อนเมฆ กับ พื้นโลก ซึ่งเรียก ปรากฏการณ์ นี้ว่า "ฟ้าผ่า" อันเป็นปรากฎการณ์ ที่เกี่ยวข้องกับ ความเป็นไป ของชีวิตมนุษย์ บนโลกตลอดเวลา
การเกิดฟ้าผ่า
รายละเอียด ของกระบวนการ กลไกการแยกของประจุที่แน่ชัด ถูกต้อง แท้จริงนั้น ตราบเท่าทุกวันนี้ ยังไม่ทราบแน่ชัด แม้จะมีหลาย ทฤษฎีที่สร้างมาเพื่ออธิบาย ว่าฟ้าผ่าเกิดขึ้นได้อย่างไรโดยสรุปจาก ทฤษฎีต่างๆนั้น จะอธิบายถึง ประจุอิสระสะสม ในก้อนเมฆนั้น เกิดจากการเสียดสี ระหว่าง กระแสลมของ พายุ กับ ละอองไอน้ำ หรือ ก้อนเมฆ ที่อยู่ภายในบรรยากาศ ทำให้ละอองน้ำ มีประจุเป็นลบ และ อากาศมีประจุบวก เมื่อกระแสลม พัดขึ้นสู่เบือ้งบน ทำให้ ส่วนบนของ ก้อนเมฆ มีประจุบวก ส่วนละอองน้ำ มีประจุลบ นั้น ถูกพัดพาขึ้นเบื้องบน กระทบกับ ความเย็นเบื้องสูง จึงกลั่นตัว จึงเคลื่อนลงสู่ส่วนล่าง ของก้อนเมฆ ทำให้ส่วนล่างของก้อนเมฆ มีประจุลบ ถ้าเกล็ดน้ำ มีน้ำหนักเกินที่อากาศ จะพยุงตัว ก็ตกลงสู่พื้นโลก การกระจายตัวของประจุบวก และ ประจุลบ ในก้อนเมฆ จะมีการเคลื่อนตัวตามกระแสลม ประจุที่สะสมอยู่ในก้อนเมฆ ซึ่งมีทั้งประจุบวกและ ลบจึงทำให้เกิดสนาม ไฟฟ้าขึ้นระหว่างกลุ่มประจุบวก กับประจุลบ หรือ ทำให้เกิดประจุเหนี่ยวนำขึ้น ที่พื้นโลก ความเครียดสนามไฟฟ้าสูงขึ้น เมื่อประจุสูงสะสมมากขึ้น ถ้าความเครียดสนามไฟฟ้า สูงขึ้นถึงค่าวิกฤต ทำให้เกิด การเบรคดาวน์ขึ้น ค่าความเครียดสนามไฟฟ้า
วิกฤตของอากาศ ที่สภาวะบรรยากาศ มีค่าประมาณ 25 -30 kV /cm แต่ในก้อนเมฆ ที่อยู่ระดับสูง เหนือพื้นโลก มีความดัดบรรยากาศต่ำ ความเครีดสนามไฟฟ้า วิกฤต ประมาณ 10 kV /cm ก็สูงพอ ที่จะ ทำให้เกิด การดีสชาร์ค ได้ ฉะนั้นเมื่อจุดใดๆ ในก้อนเมฆ มีความเครียด สนามไฟฟ้าถึงจุดนี้ ก็ เป็นจุดเริ่มต้น ของการเกิดฟ้าผ่า ประจุจาก ก้อนเมฆ จะดีสชาร์จลงสู่พื้นโลก ได้ด้วยความเร็ว ประมาณ 1 ใน 10 ของ ความเร็วแสง คือประมาณ 30,000 กิโลเมตร ต่อวินาทวินาที ประจุดีสชาร์ค ลงสู่พื้นโลก เป็นลำแสงจ้านี้ เรียกว่า "ลำฟ้าผ่า " (main stroke) และ มีกระแสมากมาย ไหลผ่าน ตามลำฟ้าผ่านี้ ในช่วงระยะเวลาอันสั้น เรียกว่า "กระแสฟ้าผ่า"
ลักษณะฟ้าผ่าพื้นโลก
ลักษณะของฟ้าผ่าระหว่างก้อนเมฆกับพื้นโลกอาจอธิบายได้ด้วยลักษณะดังต่อไปนี้ คือ
1) ฟ้าผ่าขึ้นหรือฟ้าผ่าลง
2) ขั้วของกระแสฟ้าผ่า เป็นบวกหรือเป็นลบ
3) รูปคลื่นกระแสฟ้าผ่า
4) ขนาดของกระแสฟ้าผ่า
5) จำนวนครั้งฟ้าผ่าต่อเนื่อง
ผลของฟ้าผ่า
ผลของฟ้าผ่าที่ก่อให้เกิดความเสียหายหรืออันตราย อาจแยกได้เป็น 3 ประเภท คือ
1) ความร้อนอันเป็นผลทำให้เกิดเพลิงไหม้แก่สิ่งมีชีวิต
2) แรงกลหรือแรงระเบิด ฟ้าผ่าอาจทำให้เกิดแรงระเบิดได้มากมายเป็นผลทำให้สิ่งที่ถูกผ่าพังทะลาย
3) ผลทางไฟฟ้าเป็นอันตรายแก่ทั้งชีวิตคนและสัตว์
วิธีป้องกันฟ้าผ่า
การป้องกันฟ้าผ่า หมายถึง การป้องกันมิให้เกิดอันตรายอันเนื่องมาจากฟ้าผ่า ซึ่ง เป็นผลมาจากความร้อน แรงกล และ ผลของไฟฟ้าฟ้าผ่ามักก่อให้เกิดความเสียหาย และ เป็นอันตรายต่อชีวิต ทรัพย์สิน ถ้าหากไม่มีการป้องกันหรือกระทำการป้องกันไม่ถูกวิธี
การป้องกันฟ้าผ่าอาคารและสิ่งก่อสร้างสูงเด่น
สิ่งก่อสร้างในที่โล่งหรือสูงเด่นกว่าสิ่งอื่นๆ ในบริเวณเดียวกันมักเป็นเป้าหมาย อย่างดี เมื่อตัดสินใจที่จะทำการป้องกันก่อนลงมือสร้าง การป้องกันอันตรายที่เกิดจากฟ้าผ่า มิให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งก่อสร้าง วิธีที่ปลอดภัยที่สุดเท่าที่มนุษย์รู้จักในปัจจุบัน คือ วิธีของฟาราเดย์ ส่วนประกอบของระบบป้องกันฟ้าผ่าแบบฟาราเดย์
1) สายอากาศล่อฟ้า(Air termfinal)
2) สายนำลงดิน(Down conductor) 3)รากสายดิน(Earth electrode)
การป้องกันฟ้าผ่าคนและสัตว์
มี 2 แบบคือถูกลำฟ้าผ่าโดยตรงเมื่อคนหรือสัตว์อยู่ในที่โล่งแจ้งเป็น จุดเด่น หรือมา จากสปาร์คด้านข้างโดยที่ฟ้าผ่าลงต้นไม้หรือสิ่งก่อสร้าง การป้องกันโดยอย่าอยู่ในที่โล่งขณะฝน ฟ้าคะนอง การพายเรือ หรืว่ายน้ำควรหลีกเลี่ยงการหลบฝนใต้ต้นไม้คสรห่างากต้นไม้ประมาณ 2 - 3 เมตร ทำตัวให้เตี้ยหรือติดพื้น หรือนอนทำตัวให้อยู่ในแนวรัศมีของต้นไม้ การหลบ หรือ หมที่กำบัง ขณะฝนฟ้าคะนอง ควรเลือกในที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่า
ที่มา https://www.kmitl.ac.th/power/exhibit/light/light.html
