Почему электроника выгорает перед грозой
Многие слышали, что перед грозой лучше обесточивать электроприборы. Если вам довелось вынимать из системника материнку со сгоревшим сетевым портом, то этот запах запомнится навсегда.
Но в чём именно заключается причина выгорания, если гроза так и не началась, дождя не было, молнию никто не видел? Почему выгорают сетевые карты в выключенных компьютерах?
TL;DR: проблема заключается в заряде статического электричества, который накапливается перед грозой, во время грозового положения. А молния действует как «дистанционный» спусковой крючок. То есть даже далёкая молния на расстоянии в несколько километров может повредить компьютерное оборудование.
Для начала вспомним, что такое гроза по своей физической сути.
▍ Электрический шторм и вертикальные облака
Гроза (электрический шторм, electrical storm) — атмосферное явление, при котором возникают мощные электрические разряды (молнии), сопровождаемые громом. Обычно такие разряды возникают между дождевыми облаками и землёй. Бывают между облаками, внутри облака, а иногда по какой-то причине они разряжаются в ионосферу, то есть вверх:
Для нашей задачи направление разряда не принципиально, потому что земные компьютеры выгорают в любом случае.
Древних людей традиционно интересовали визуальные и акустические феномены — гром, молния, град, ливневый дождь и прочие впечатляющие проявления гнева богов стихии.
С точки зрения электроники всё это не так интересно. А самое важное скрыто от глаз и происходит до начала аудиовизуальной «дискотеки».
Перед грозой в атмосфере складывается грозовое положение — синоптическая ситуация, характеризуемая наличием мощной облачности. Причём нужны облака специального типа — грозовые облака (они же кучево-дождевые).
Это облака с ярко выраженной вертикальной структурой, которые в конце своего формирования по форме похожи на наковальню. Они создаются из водяного пара, который конденсируется в нижней тропосфере и быстро поднимается под действием мощных вертикальных воздушных потоков со скоростью до 25 м/с. Вверху потоки упираются в холодный горизонтальный слой — и растекаются вдоль него (иногда могут и пробиться сквозь, тогда над «наковальней» появляется «шапочка»).
Единичная грозовая ячейка
Такое облако накапливает всё больше и больше дождевых капель (и ледяных кристаллов), которые удерживаются восходящим потоком — а потом резко и неожиданно выпадают, порождая панику у застигнутого врасплох населения.
Единичная грозовая ячейка живёт около 30 минут, но крупные грозы могут включать сотни ячеек на площади в десятки километров — и продолжаться часами.
Здесь мы подходим к самому интересному. Дело в том, что грозовое положение «электризует» атмосферу, поскольку в грозовых облаках накапливается статический заряд, который создаёт вокруг себя силовое электрическое поле.
▍ Статическое электричество
Как известно из школьного курса физики, если в пространстве имеется система заряжённых тел, то в каждой точке этого пространства существует силовое электрическое поле, имеющее две характеристики: напряжённость и потенциал.
Электростатическое поле
Статическое электричество — это по сути дисбаланс электрических зарядов между материалами. Заряд сохраняется до тех пор, пока он не сможет уйти с помощью электрического тока или электрического разряда. Все видели искру, когда накопленный избыточный заряд (например, с шерстяной ткани) нейтрализуется при приближении к электрическому проводнику (например, тело человека выступает в роли заземления).
Так же и молния «уносит» статический заряд, скопившийся в грозовой ячейке, «сливая» его в Землю или ещё куда-нибудь, например, в соседнее облако.
Недавние исследования НАСА показали, что во время мощной грозы даже формируется гамма-излучение и антивещество (позитроны). Это приводит к вспышкам гамма-изучения (TGF, они же тёмные молнии). На Земле происходит около 500 TGF в сутки.
На видео внизу показана симуляция потока электронов (жёлтый) и гамма-излучения (розовый) на протяжении 1,98 мс после гамма-вспышки на высоте 15 км:
Схема создания антиматерии во время грозы (симуляция НАСА):
▍ Выгорание электроники
Исходя из общего понимания физических процессов, можно примерно описать, что происходит c электроникой перед грозой.
Когда над нами образуется грозовое облако, то напряжённость электрического поля в вертикальном направлении достигает десятков кВ/м. Грозовое облако растёт, приближается — и напряжённость тоже постепенно нарастает. Логично предположить, что наиболее активное движение электронов перед грозой происходит в вертикальных проводниках, в том числе металлических предметах и проводах. И не только в вертикальных, потому что облако не обязательно висит строго над нами. Если концы этих предметов изолированы, то постепенно возникает серьёзная разность потенциалов.
Однако затем происходит ключевое событие: в результате далёкого разряда молнии (например, между облаками) внешнее электрическое поле рывком исчезает. Тогда равновесие зарядов резко восстанавливается, а по проводам протекает уравнительный ток, величина которого может достигать нескольких десятков ампер.
Таким образом, далёкий разряд молнии генерирует мощный ток в наших проводниках. Особенно уязвимы длинные кабели и медные проводники, к которым подключены сетевые карты и модемы. Если у вас встроенная сетевая карта на материнской плате, то может повредиться и она тоже.
Есть ещё отдельный момент с витой парой. Например, в момент приближения грозы с отключённого провода-антенны достаточной длины слетают большие искры. По идее, аналогичное накопление зарядов может происходить на концах проводов витой пары в грозовом положении. Один из сетевых инженеров столкнулся с такой ситуацией:
«Если провода пары идентичны и одинаково хорошо контактируют с сетевой картой, то она не страдает, так как в месте подключения к карте потенциалы выравниваются одновременно. Но если один из проводов в одной и той же скрутке имеет отличный от другого импеданс (например, был повреждён при прокладке), то потенциалы выравниваются не одновременно, и между проводами пары, подключёнными к карте, возникает значительное поперечное напряжение, которое может вывести карту из строя. Любопытно, что экранирование тут не спасает, так как экран не защищает от статического электрического поля. Просто нужно быть аккуратным при монтаже и не пользоваться дармовыми „бэушными“ кусками кабеля, как мы с приятелем».
То есть сбой электротехники случается одновременно с разрядом молнии. Но этот разряд удалён от наблюдателя или даже незаметен для него. Он может быть между облаками на большой высоте. И может случиться задолго до начала «настоящей», видимой глазу грозы с ливнем. Поэтому и создаётся впечатление, что электроника сгорает как будто «перед грозой».
▍ Как компьютер реагирует на статическое электричество
Известно, что электроника может реагировать на изменение электрического поля. Это проявляется в непроизвольном включении/выключении приборов, когда человек:
- приближается к прибору;
- встаёт из-за компьютера;
- входит в комнату;
- и т. д.
В одной комнате монитор может выключиться в момент, когда в соседней комнате человек встаёт с кровати (наводки на видеокабель).
Кроме ЭМИ, на работоспособность техники влияют и другие физические процессы в окружающем мире. Например, жёсткие диски медленнее работают из-за громкого человеческого крика или вообще выходят из строя от конкретной песни. Или был случай «аллергии» автомобиля Pontiac на конкретный вид мороженого, которое покупал водитель — он отказывался заводиться при покупке конкретно ванильного мороженого. Или когда почтовые письма не доставлялись на серверы дальше 800 км от отправителя ( 3 световые миллисекунды ).
На смартфоне случайные нажатия кнопок и запуск произвольных приложений — это вообще в порядке вещей, ведь ёмкостный тачскрин по своей сути является хранителем статического заряда и реагирует на изменение электростатического поля, а не на прикосновение. То есть он может среагировать до реального прикосновения.
Для человека, не знающего физической сути процессов, случайный запуск программ на смартфоне может показаться удивительным и даже сверхъестественным явлением, хотя это просто физика.
Впрочем, в жизни всё равно встречаются ситуации, которые сложно объяснить законами науки. Например, недавно у знакомого сисадмина одно-единственное приложение перестало запускаться после переноса компьютера в другую квартиру. Когда вернули компьютер на место, всё опять заработало. Понятно, что этому можно найти рациональное объяснение, но в голову всё равно лезут странные вещи…
- гроза
- молния
- грозовое положение
- статическое электричество
- электростатическое поле
- кактус
- гамма-вспышки
- TGF
- тёмные молнии
- позитроны
- антивещество
- уравнительный ток
- ruvds_статьи
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Как работают «пищалки» в супермаркетах и магазинах?
В закладки
Продавцам и охранникам в супермаркетах за всеми не уследить. Чтобы не допустить воровства, владельцы торговых точек облегчили себе задачу.
Специальные рамки на входе и на выходе устанавливаются практически повсеместно. Как они работают и почему пищат, даже если ничего не украл?
Что вообще такое «антикражка»?
«Антикражка», «антивор» – система в магазинах самообслуживания, которая не даёт вынести товар бесплатно. Видимая (и слышимая!) её часть – ворота на выходе или в прикассовой зоне. Право на установку таких систем магазины имеют в соответствие с приложением 4 к решению ГКРЧ от 7 мая 2007 года N07-20-03-001.
Антикражные ворота включают антенну и приёмник. Антенна отправляет на приёмник сигнал определённой частоты, и создаётся зона обнаружения.
Если в эту зону внести метку, она определённым образом искажает сигнал. Приёмник улавливает это и отправляет команду, которая активирует систему акустического оповещения.
Сама рамка вреда не причинит, она лишь информирует о выносе товара. Со стороны кассы ворота экранируют, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний.
Ворота могут подключать к камерам системы безопасности. Как только рамка срабатывает, стартует запись.
Какие «антикражки» сейчас используют в России?
Существует три основных типа противокражных систем: электромагнитные, акустомагнитные и радиочастотные. Соответственно, и датчики, которые они обнаруживают, отличаются.
1. Электромагнитные системы «антивор»
Приёмник и излучатель электромагнитных систем устанавливаются на двух разных стойках. Они создают сильное электромагнитное поле частотой от 10 Гц до 20 кГц. Полярность поля меняется дважды за полный цикл.
Метки для электромагнитных систем включают несколько полосок на наклейке из бумаги. Одна из полосок обладает магнитострикционным эффектом. Когда она оказывается в магнитном поле, получает свойства нелинейного элемента. В результате в магнитном поле появляются гармоники рабочих частот.
Остальные (одна или несколько) полоски в метке изготовлены из ферромагнетика. Если такую полоску намагнитить, то она нейтрализует магнитострикционный эффект соседки.
Если потереть такую метку о магнитную поверхность, она деактивируется. Вот зачем ваши покупки проводят по магнитной платформе!
Недостаток системы – в том, что намагнитить и деактивировать метку может не только кассир. Зато решение подходит для предупреждения кражи металлических изделий.
2. Акустомагнитные системы безопасности
Или «зачем на выходе у магазина стоят странные штуки».
У акустомагнитных меток полоска с магнитострикционными свойствами не закреплена и совершает свободные механические колебания.
Как правило, рамки на выходе у магазинов работают на частоте 58 кГц. Если акустомагнитную метку поместить в переменное магнитное поле между передатчиком и приемником, она начнёт вибрировать на частоте поля.
Максимальной амплитуды вибрации достигнут, если частота поля (внешнего) совпадёт с резонансной частотой полоски (58 кГц).
Акустомагнитная метка продолжает некоторое время вибрировать и после того, как покидает внешнее поле, и создаёт собственное магнитное поле. Если приёмник улавливает поле метки, значит, товар пытаются незаконно вынести из магазина.
Чтобы активировать такую метку, нужно её намагнитить определённым образом – с соблюдением нужного направления поля и его напряженности. А чтобы деактивировать метку, её требуется размагнитить.
Обычный постоянный магнит тут не поможет. Необходимо устройство, генерирующее сильное переменное магнитное поле с убывающей напряженностью.
3. Радиочастотные системы защиты
Радиочастотная метка включает колебательный контур – конденсатор и катушку индуктивности. Система обнаружения на выходе из магазина взаимодействует именно с ним.
Чтобы деактивировать радиочастотную метку, нужно выполнить электрический пробой конденсатора. Для этого метку помещают в сильное магнитное поле нужной частоты (обычно 8,2 МГц).
Если метку порвать или прижать к ней кусок металла (крупную монету и т.п.), рамка может не обнаружить её. Поэтому там, где возможно, устанавливают многоразовые метки-пломбы, которые прочнее и не снимаются без специальных приспособлений.
4. RFID-метки
RFID – особый вид радиочастотных меток. Такие метки используют не только на товарах в магазинах, но и в картах «Тройка» для проезда на общественном транспорте Москвы, картах-ключах для отелей и так далее.
В RFID-метке есть антенна и микрочип. Антенна улавливает электромагнитные волны считывателя или передатчика, а затем преобразует их в сигнал либо использует для питания чипа.
RFID-метки не деактивируют. После продажи в ней лишь меняют информацию – устанавливают новый статус товара. Вы можете даже не знать, что на товаре наклеена метка, а удалить её порой довольно сложно (к примеру, изнутри корешка книги).
Теоретически, RFID-метки позволяют следить за вами. По информации в метке часто можно понять, сколько стоит вещь, кто вам её подарил (по связи данных метки с данными карты, которой оплатили покупку) и т.п. Конечно, пока это больше теория, чем практика, по крайней мере применительно к меткам в магазинах.
Обычно эти системы используются в комбинациях
В магазинах одежды и обуви, а также в гипермаркетах обычно используют акустомагнитные и радиочастотные системы. Они чувствительнее электромагнитных и реагируют на гибкие метки-наклейки и на жесткие съёмные пломбы, которые часто клеят на алкоголь, банки с красной икрой и т.д.
Нередко для таких систем разрабатывают датчики под товары определённых типов: продуктов в пакетах и блистеров, очков, блоков сигарет, бритвенных станков.
Наиболее совершенные системы включают функцию металломагнитодетекции. Они не дадут пронести в магазин тот же неодимовый магнит. Да и на фольгированную сумку отреагируют.
Интересный факт: на выходе из магазинов с такими системами можно «запищать», если, к примеру, у вас в рюкзаке ноутбук. Внутри жесткого диска HDD установлен неодимовый магнит, на него и срабатывает рамка.
А как же тогда крадут из магазинов?
Не существует электронных систем, которые нельзя взломать и обмануть. Шоплифтеры (люди, которые регулярно воруют еду и вещи в магазинах) на специальных форумах щедро делятся секретами.
Самые распространённые варианты – магнитные съёмники в руках, фольгированные сумки и глушилки. Первые работают так же, как съёмники на кассах: деактивируют метки с помощью магнитного поля. Теми же свойствами обладает достаточно крупный магнит.
Но в хороших системах стоят самариевые магниты. Они эффективные, но довольно дорогие. У среднего шоплифтера на такой магнит просто нет денег, да и окупаться он будет долго.
Поэтому чаще всего используют неодимовые магниты из жестких дисков. Но срабатывают они не всегда, ведь имеют значения не только магнитные свойства, но тип используемых меток, форма магнитов, их полярность и расположение в заводских съёмниках. Для снятия акустомагнитной метки неодимовый магнит не подойдёт, для радиочастотной тоже.
Фольгированные сумки (бустер-бэги) отражают сигнал от метки внутрь себя. В результате метка не срабатывает на рамке.
Фольгу кладут даже под подкладку сумок Louis Vuitton, чтобы охрана ничего не заподозрила. Но вычислить бустер-бэги можно. Во-первых, они тяжелее обычных сумок, ведь под подкладкой может быть до 30 слоёв фольги. Во-вторых, владельцы сумок часто ведут себя подозрительно.
Глушилки генерируют белый шум и подходят для систем с радиочастотными метками. Однако с ними также всё непросто. К примеру, если поле глушилки расположить не под тем углом, она не сработает.
Хотите попробовать? Очень зря
Не стоит думать, что если следовать советам шоплифтеров и сделать бустер-бэг, вас не вычислят. Во-первых, есть камеры и люди, которые просматривают записи. Если вы регулярно «трётесь» в одном и том же магазине, то вас могут узнать при следующем визите, задержать до приезда полиции и предъявить записи с камер.
Во-вторых, если вас не схватили за руку в момент кражи, то расплата может ждать на выходе из магазина или из торгового центра. Продавец или охранник, увидев кражу, передаёт информацию дальше. Это делается для того, чтобы вычислить не только вора, но и сообщников, которым он передаёт украденное.
Бывают и забавные ситуации. Например, когда лежащий в заднем кармане джинсов магнит с силой притяжения от 30 кг внезапно с грохотом приклеивается к металлическим поверхностям на кассе. После такого уйти незамеченным точно не получится… )
А почему тогда рамки сами по себе не ловят?
Казалось бы, это логично: лови вора, облегчай работу охраннику! Но у рамок сравнительно часто бывают ложные срабатывания.
Чаще всего рамки пищат без причины утром и вечером, особенно в тех магазинах, которые находятся в торговых центрах и жилых домах. Всё дело в том, что утром и вечером нагрузка на электросеть резко возрастает. В результате усиливаются импульсные помехи, которые рамка может спутать с сигналом метки на товаре.
Бывает, рамка срабатывает на метки другого магазина, особенно на RFID. Если вы не срезаете сразу этикетки с одежды, наверняка не раз сталкивались с этим. Система просто не видит нужного статуса товара или обнаруживает неразмагниченную метку, вот и возмущается.
А перед Новым годом едва ли не каждый посетитель супермаркетов и торговых центров хоть раз, да «запищит» на рамке. Обилие новогодней мишуры и металлизированных украшений создаёт дополнительные статические помехи. Отсюда и ложные срабатывания.
Нередко виноваты сами магазины – слишком близко к рамкам выкладывают товар. В результате когда вы берете вещь с полки, метка оказывается достаточно близко, и сигнализация срабатывает.
Наконец, ворота срабатывают на магниты внутри техники. Если бы они хватали каждого покупателя, у которого с собой тот же ноутбук, устали бы от судебных исков.
Ну что
Воровать плохо и подсудно. Вы тут все взрослые люди, так что должны понимать последствия. Информация в статье выложена исключительно в ознакомительных целях, а если будете ей пользоваться, то виноваты сами.
Напоследок – мнение охранников в супермаркете. Людей выдают глаза, жесты, язык тела. Вовсе не обязательно «запищать» на рамке, чтобы на вас обратили внимание.
И да, охранник имеет право вас задержать и применить физическую силу, чтобы вы дождались приезда полиции, если он видел кражу или ему сообщили о ней. А вот осматривать содержимое вашей сумки и карманов могут только полицейские, причём в присутствии понятых.
Если же вы ничего не украли и неизвестно почему «запищали» на рамке, проще показать содержимое сумки и карманов. Либо вызвать полицию, сообщив о неправомерности действий охраны. С кем не бывает.
Для чего в супермаркетах включают звук грозы
Чем отличаются «леды» от светодиодов? Слово «Лед» представляет из себя написанное или произнесённое по-русски английское слово-сокращение «LED», которое, в свою очередь, представляет собой аббревиатуру от… Подробнее » Диод и светодиод в чем разница
Для чего в супермаркетах включают звук грозы
- автор: admin
- 27.07.2023
Для чего в супермаркетах включают звук грозы Викторина онлайн. Проверьте свою эрудицию и умение мыслить логически Вопрос Для чего в некоторых зарубежных супермаркетах время от… Подробнее » Для чего в супермаркетах включают звук грозы
Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2 как
- автор: admin
- 27.07.2023
Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2? Как нужно изменить расстояние между двумя точечными зарядами, чтобы при погружении их в керосин сила взаимодействия была такой же, как… Подробнее » Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2 как
Два колеса с электроприводом как называется
- автор: admin
- 27.07.2023
Гироборд, гироскутер или моноколесо: на чем стоит прокатиться уже этим летом Что такое гироскутер? Если вы смотрели фильмы серии «Назад в будущее», то наверняка помните… Подробнее » Два колеса с электроприводом как называется
Гост р 51760 2011 заменен на какой гост
- автор: admin
- 27.07.2023
ГОСТ 33756-2016 Упаковка потребительская полимерная. Общие технические условия Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей… Подробнее » Гост р 51760 2011 заменен на какой гост