Электрические токи в словарях и энциклопедиях
(земные токи). — B природе наблюдаются Э. токи двух родов. Э. токи воздуха и Э. земные токи. Теоретически существование первых допускалось уже давно на основании исследования распре деления земного магнетизма, но опытным путем их удалось наблюдать впервые Лемстрему (Lemström) в 1882 г. при помощи предложенных им приборов с остриям (см. Лемстрем и Полярные сияния). Наиболее распространенная в настоящее время теория атмосферного электричества — теория ионизации атмосфер (см. Электричество атмосферное) не только предусматривает существование электрических токов воздуха, но и дает им теоретическое объяснение. Ионизированный воздух является проводником электричества, при наличности разности потенциалов в двух точках может возникать ток, стремящийся уравнять эту разность потенциалов. Особую интенсивность Э. токи воздуха должны иметь в высоких слоях атмосферы, где воздух сильно разрежен, и здесь, вероятно, они обусловливают явление полярных сияний (теория Биркеланда). Лемстрем указывает, что Э. токи воздуха могут иметь также важное биологическое значение, способствуя обмену веществ в растениях и тем ускоряя их развитие. В полярных странах, где токи наиболее интенсивны, этот фактор должен иметь особенно большое значение. Опыты электрокультуры Лемстрема вполне подтверждают это положение. Э. земные токи, о которых говорилось в специальной статье (см.), могут быть или следствием индукции Э. токов воздуха, или же иметь вполне самостоятельные причины существования (термические, химические и т. д.). Из новейших работ по земным токам отметим: Bachmetjew, "Der gegenwärtige Stand der Frage über elektrische Erdströme", ("Записки Имп. акад. наук", VIII серия, т. XII, № 3), Weinstein, "Die Erdströme im deutschen Reichstelegraphengebiet und ihr Zusammenhang mit den erdmagnetischen Erscheinungen" (Брауншвейг, F. Vieweg und S., 1900).
В. Шипчинский.
в атмосфере, направленные движения заряженных частиц. В тропосфере и стратосфере Э. т. сводятся к токам конвекции ik, создаваемым переносом объёмных электрических зарядов потоками воздуха или силой тяжести, токам проводимости iп, вызванным электрическим полем атмосферы, и токам турбулентной диффузии iт, возникающим за счёт градиента плотности объёмных зарядов и турбулентного перемешивания в атмосфере. В ионосфере Э. т. создаются также вторжением солнечных корпускул и движением ионосферной плазмы в магнитном поле. Токи конвекции определяют разделение зарядов; их плотность, равная произведению плотности объёмных зарядов на скорость перемещения последних, может существенно меняться во времени и отличаться в разных районах, испытывая периодические суточные и сезонные вариации. В зонах хорошей погоды у земной поверхности вертикальная составляющая jk Электрические токи 10-12a·m-2, а горизонтальная jkможет доходить до 10-9 — 10-8a·m-2, внутри грозовых облаков вертикальная составляющая jk ≤ 10-6a·m-2. Токи iпи iт ограничивают процесс разделения зарядов, вызванный токами конвекции. Плотность тока проводимости jп равна произведению напряжённости поля Е на электропроводность атмосферы λ. В зонах хорошей погоды iп= (1—3)·10-12а·м-2 (см. также Атмосферное электричество). Плотность тока jтможет составлять заметную долю jп. В стационарных условиях вплоть до значит, высот можно принять, что Э. т. в атмосфере по вертикали постоянен, т. е. jk+jп+jт= const.
Временные вариации суммарного для всей Земли Э. т. в основном повторяют вариации jk. Заметные токи возникают в атмосфере при коронировании заострённых предметов в сильном электрическом поле атмосферы, вызывая свечение, — т. н. Эльма огни. Значительные токи, доходящие до сотен тысяч ампер, возникают при разрядах молний (См. Молния).
Лит.: Чалмерс Дж. А., Атмосферное электричество, пер. с англ., Л., 1974; Имянитов И. М., Чубарина Е. В., Шварц Я. М., Электричество облаков, Л., 1971.
И. М. Имянитов.