♦ Постоянное и переменное электрическое поле атмосферы

Естественные электрические поля (ЭП) создаются за счет наличия объемного заряда атмосферы и электризации облаков в процессе их передвижения в атмосфере. Понятно, что величина естественного ЭП не может быть строго по­стоянной, поскольку величина объемного заряда атмосферы и степень электризации облаков изменяются не только в течение суток, но и на протяжении года. При спокойной атмосфере, отсутствии грозовых фронтов и вспышек на солнце естественное ЭП в данной местности меняется настолько медленно, что его вполне можно считать по­стоянным.

Величину электрического поля принято характеризовать напряженностью (Е), которая прямо пропорциональна разности потенциалов {l/jмежду точками измерения и обратно пропорциональна расстоянию (d)между этими точками. Единица измерения напряженности ЭП — В/м.

Если разность потенциалов между точками измерения не меняется или меняется очень медленно, то говорят, что такое электрополе постоянное (статическое), если же разность потенциалов изменяется с какой-то частотой, то это ЭП — переменное.

Постоянное ЭП пчелы воспринимают, но на него практически не реагируют. Когда пчела попадает в статическое ЭП с достаточно высокой напряженностью (до 250—300 В/м), она останавливается на 2—5 с, а далее продолжает свой путь и ведет себя обычным образом (Еськов Е.К., 1983). Отсутствие реагирования пчелы на постоянное ЭП объясняется тем, что такое поле не наводит в покровах тела пчелы электрический ток, в то время как переменное ЭП, особенно на определенных частотах, наводит ток, и пчелы на такое поле очень активно реагируют. Об этом подробно будет рассказано ниже.

За счет естественных процессов, происходящих в атмосфере, может создаваться не только статическое ЭП, но при определенных условиях, например, в грозовом фронте, создается и переменное ЭП. Это поле (его еще иногда называют атмосферики) создается при электрическом разряде между облаками, и мы при этом видим на небе молнии. Атмосферики имеют высокие значения напряженности ЭП и очень широкий частотный спектр (от нескольких десятков до нескольких миллионов Герц). Активность атмосфериков возрастает от северных широт к южным, поскольку в таком же направлении возрастает и количество грозовых дней.

Иногда резкое увеличение интенсивности атмосфериков совпадает в дневные часы со вспышками на Солнце, которые увеличивают ионизацию атмосферы и, соответственно, напряженность переменного ЭП. Видимо, этим обстоятельством можно объяснить внезапную и немотивированную агрессивность пчел, которую они могут проявлять в отдельные дни или даже часы. Опытные пчеловоды знают, что иногда случается так, что без видимых на то причин пчелы вдруг начинают «охотиться» на людей, животных; попытки осмотра гнезд в такие периоды пчелы пресекают быстро и решительно. Анализируя происходящее, приходишь к выводу, что все вроде делал правильно, и воровства нет, и взяток есть, а к ульям лучше не подходить. Вполне возможно, что причиной такой агрессивности пчел являются вспышки на солнце, так называемые «магнитные бури». Они, кстати, отрицательно влияют и на человека (особенно пожилого), поэтому в такой ситуации лучше заняться другой работой, а еще лучше — отдохнуть, ведь эту роскошь летом пасечник может себе позволить не часто.

Агрессивность пчел увеличивается также по мере приближения к пасеке грозового фронта. Но еще до его при­ближения непосредственно к пасеке очень часто большое количество пчел, занимающихся доставкой корма, возвра­щаются в ульи. При этом лётная деятельность пчел прекращается, хотя освещенность, температура и сила ветра находятся в пределах оптимальных значений. Одной из причин такого поведения пчел является сильное увеличение и изменение напряженности электрополя, которые порождают грозовые разряды, происходящие на большом удалении от пасеки.

Было замечено, что агрессивность пчел достигает максимума с приближением грозового фронта к пасеке на расстояние 600—800 м, когда скачкообразные изменения напряженности ЭП, происходящие во время вспышек мол­ний, повторяются с периодичностью 30—70 с.

А теперь попробуем разобраться, почему пчелы так чутко реагируют на переменные ЭП. Оказывается, что любое увеличение и изменение напряженности ЭП при грозе вызывает наводимые токи на теле пчелы. Эти токи раздражают пчел при контакте с влажными токопроводящими поверхностями, что вынуждает пчел возвращаться в гнездо. Вероятно, эта реакция входит у пчел в наследственно закрепленный адаптивный .(приспособительный) комплекс, обеспечивающий уменьшение вероятности гибели при неблагоприятных погодных условиях.

Агрессивность пчел по отношению друг к другу (у летка) и к людям, находящимся вблизи ульев, при приближении грозового фронта можно объяснить следующим образом. Прикосновение «наэлектризованных» пчел друг к другу или к человеку вызывает раздражение наведенным током, протекающим через место контакта. Нечто подобное, но только в более сильной форме, происходит с пчелами, когда от них отбирают яд, используя раздражение пчел электрическим током.

Второй причиной агрессивного поведения пчел в рассматриваемой ситуации может быть то, что они вынуждены возвращаться в улей без нектара и пыльцы. Сходная ситуация возникает тогда, когда вдруг внезапно прекращается взяток (например, цветущий медонос будет в течение короткого промежутка времени скошен).

А возможно ли защитить пчел, находящихся в улье, от естественного электрополя или хотя бы ослабить его негативное влияние?

Для начала рассмотрим, как обстоят дела с этим вопросом в природных гнездах. Хорошо известно, что в естественных условиях пчелы по большей части поселяются в дулах, находящихся в живых деревьях. Влажная древеси­на живых деревьев является достаточно хорошим проводником электрического тока. Это происходит потому, что внутренние сосуды (клетки) и межклеточные пространства древесины заполнены водой, в которой растворены мине­ральные вещества, что придает этой воде (пасоке) электропроводные свойства. Электропроводность живого дерева в десятки тысяч раз больше электропроводности сухой древесины. По причине высокой электропроводности по­верхность живого дерева имеет нулевой электрический потенциал. С известной долей обобщения живое дерево можно сравнить с вертикально стоящей металлической трубой или металлической водонапорной башней, у которых электрический потенциал тоже равен нулю, поскольку они заземлены и имеют потенциал, одинаковый с землей. Из физики известно, что внутри замкнутых объемов, имеющих снаружи нулевой потенциал, электрическое поле от­сутствует. Если же на такой объект будет воздействовать внешнее ЭП, то по причине высокой электропроводности его внешней поверхности электрическое поле не сможет проникнуть внутрь такого объема. Происходит, как гово­рят специалисты, «экранирование» внутреннего объема.

Если теперь посмотреть на живое дерево с дуплом и гнездом пчел в нем с точки зрения сказанного, то стано­вится ясно, что пчелы в таком жилище надежно защищены (экранированы) от атмосферного ЭП самой древесиной живого дерева. Даже во время грозы, когда напряженность внешнего электрического поля достигает нескольких сотен вольт на метр, стенки дупла в живом дереве полностью защищают пчел от этого негативного воздействия. На мой взгляд, указанное обстоятельства является одной из причин того, что пчелы в естественных условиях размещают свои гнезда по большей части в дуплах живых деревьев. Мне также кажется, что сказанное выше может дать приемлемое объяснение «странностям» пчел, которые. иногда размещают свои гнезда в металлической трубе, внутри металлического памятника или барабана от зерноуборочного комбайна и т. п.

Еще один аспект рассматриваемой проблемы. Хорошими экранирующими свойствами обладает не только живая древесина, но и крона деревьев. Поэтому под пологом деревьев для пчел естественным образом создается защищенный от внешнего ЭП комфортный обитаемый объем. Замечено, что при прочих равных условиях пчелы при за­селении отдают предпочтение деревьям, стоящим в массиве (лес, роща, посадка). Очень редко пчелы выбирают дупла в отдельно стоящих деревьях. Кстати, такие деревья чаще всего поражаются молнией, а уж тут, как говорится, никакое экранирование не поможет.

А теперь давайте посмотрим с позиции изложенного на творение рук человеческих — улей. Напоминаю, что постоянные электрополя для пчел не опасны, поэтому весь наш дальнейший анализ будет касаться только внешних переменных ЭП.

Большинство ульев изготовляются из хорошо просушенной древесины, которая обладает свойствами хорошего диэлектрика, практически не проводящего электроток. Электропроводность такой древесины в десятки тысяч раз ниже, чем у живого дерева. А это означает, что пчелы в улье, изготовленном из сухой («мертвой») древесины, будут со­вершенно не защищены от внешних электрополей. Не поможет здесь, к сожалению, и металлическая крышка

Дело в том, что в металле, изолированном от земли, внешнее переменное ЭП наводит токи, которые переизлучают вторичное поле (рис. 1.12).

Если же металлическую крышку улья надежно заземлить, то в этом случае она будет играть роль электропроводящего экрана и внутренняя полость улья будет защищена от внешнего переменного электрополя.

В отдельных литературных источниках рекомендуется с целью защиты ульев от ЭП красить их алюминиевой краской «серебрянкой» или бронзовой краской. Проанализируем, насколько обоснованы такие рекомендации.

Алюминиевая или бронзовая пудра — это отходы обработки соответствующих металлов (своеобразные металлические «опилки»). Сама по себе эта пудра обладает хорошей электропроводностью. Чаще всего краску из пудры готовят так: в нужном объеме лака, который сам по себе является диэлектриком, размешивают (не растворяют, поскольку металлическая пудра в лаке не растворяется!) необходимое количество пудры. Затем эту краску наносят на сухую древесину улья, которая является диэлектриком. То, что в результате получается после высыхания, изобра­жено на рис. 1.13.

Из рисунка видно, что слой краски после высыхания превращается в своеобразное многослойное покрытие, состоящее из множества отдельных миниатюрных металлических проводников, разделенных диэлектриком (связующим их лаком). С точки зрения прохождения электротока через такое покрытие, оно представляет диэлектрик, поскольку в нем все миниатюрные проводники отделены друг от друга тончайшим слоем высохшего лака (диэлектрика). Поэтому заземлять стенки таких ульев, как советуют отдельные пчеловоды, не надо, ибо это ничего не даст. С таким же успехом можно заземлять и стенки улья, покрашенного любой другой краской или вообще не окрашенного. В электротехнике слова «диэлектрик» и «заземление» несовместимы.

Если у кого-то возникнут сомнения в том, что рассматриваемый слой «серебрянки» является диэлектриком, посоветуем следующее. Возьмите омметр и измерьте сопротивление любого участка слоя краски. Вы увидите, что даже при самом близком расположении щупов прибор будет показывать бесконечно большое сопротивление.

А как будет реагировать слой «серебрянки» на внешнее переменное ЭП? Если силовые линии этого ЭП будут входить перпендикулярно плоскости стенок улья, то наводимые во множестве миниатюрных проводников вторичные переменные ЭП будут взаимно компенсировать друг друга, обеспечивая защиту внутренней полости улья.

Обращаю внимание также на то, что вектор электрического поля атмосферы всегда располагается вертикально. Горизонтальные же составляющие внешнего ЭП могут возникать за счет его переизлучения металлическими предметами, расположенными недалеко от пасеки. Поэтому при защите ульев от внешнего переменного электрополя атмосферы особое внимание надо уделять защите со стороны крыши, а потом уже со стороны стенок.

Для более надежной защиты стационарной пасеки от внешних ЭП Ю.К. Барбарович (1993) предлагает делать дополнительное экранирование ульев при помощи металлической сетки с ячейками не более 100x100 мм. Эта сетка располагается над ульями на высоте 2—2,5 м и надежно заземляется. Необходимо также, чтобы сама сетка обес­печивала хороший электрический контакт в узлах пересечения составляющих ее проводов. Эта сетка обеспечивает электрическую «тень» при открывании ульев и снятии с них крышек. Ю.К. Барбарович связывает полное исчезно­вение болезней пчел на его пасеке, включая аскосфероз и гнильцы, с использованием всего комплекса защиты от вне­шних электрополей. Он также сообщает о том, что в семьях значительно уменьшилось количество клеща.

Что же касается точка при выезде на медосбор, то его можно защитить от внешних ЭП естественным образом, расположив ульи под кронами деревьев. Как уже было сказано раньше, такая мера также способствует защите ульев от перегрева.

Краткое содержание вопроса (выводы)

  1. Постоянное (статическое) электрополе пчелы воспринимают, но на него не реагируют.
  2. Естественное переменное ЭП атмосферы возникает в результате электрических разрядов в грозовом фронте, а также по причине вспышек на солнце.
  3. Переменное электрополе является для пчел беспокоящим фактором, и они реагируют на него агрессивным поведением по отношению друг к другу, а также к человеку и животным, находящимся около пасеки.
  4. Агрессивность пчел достигает максимума с приближением грозового фронта к пасеке на расстояние 600— 800 м, когда скачкообразные изменения напряженности ЭП, происходящие во время вспышек молний, повторяются с периодичностью 30—70 с.
  5. Если в день с нормальным медосбором и хорошей погодой пчелы начинают неожиданно проявлять не­мотивированную агрессию, то вполне возможно, что причиной такого поведения являются повышения напряженности переменного ЭП атмосферы, вызванные вспышками на солнце (магнитными бурями).
  6. В естественных условиях пчелы надежно защищены от внешних электрополей атмосферы живой древе­синой деревьев, в которых находятся дупла. Кроны деревьев и полог леса в значительной мере ослабляют естественные ЭП.
  7. В улье, изготовленном из сухой («мертвой») древесины, пчелы совершенно не защищены от внешних электрополей.
  8. Для защиты пчел, находящихся в ульях, от переменных ЭП рекомендуется проводить комплекс мероприятий:

     крышки ульев покрывать металлом и заземлять их;

             стенки ульев красить краской, отражающей переменные электрополя. Это может быть краска, из­готовленная на основе лака, в котором размешивают небольшое количество алюминиевой или бронзовой пудры;

   над ульями на высоте 2—2,5 м размещать металлическую сетку с размером ячеек не больше 100x100 мм, которую надо надежно заземлять.

9. При выезде на медосбор для защиты пчел от внешнего ЭП кочевой точок надо размещать под кронами деревьев.

Яндекс.Метрика
Это магазин контрольных работ. В магазине имеются в продаже контрольные, курсовые, лабораторные и дипломные работы.
Рейтинг@Mail.ru