LUẬN văn sư PHẠM vật lý sét CÁCH CHINH PHỤC và TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƢ PHẠM
-----    -----

SÉT- CÁCH CHINH PHỤC VÀ TIỀM NĂNG
ỨNG DỤNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: SƢ PHẠM VẬT LÝ- CÔNG NGHỆ

Giáo viên hướng dẫn:

ThS. Hoàng Xuân Dinh

Sinh viên: Nguyễn Văn Hoàng Nam
Lớp: Sư Phạm Vật Lý-Công Nghệ K34
Mã số SV: 1080328

Cần Thơ 05- 2012


LỜI CẢM ƠN
--------

Trong suốt thời gian bốn năm dƣới giảng đƣờng Đại học, em đã đƣợc
quý thầy cô Bộ Môn Vật Lý, Khoa Sƣ Phạm, Trƣờng Đại Học Cần Thơ đã
tận tình giảng dạy cũng nhƣ hƣớng dẫn cho em trong suốt quá trình học tập
cho đến ngày hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Vì vậy, em xin kính gởi lời
tri ân chân thành nhất đến quý thầy cô Bộ Môn Vật Lý, Khoa Sƣ Phạm,
Trƣờng Đại Học Cần Thơ.
Em xin chân thành cảm ơn thầy: Hoàng Xuân Dinh đã nhiệt tình
hƣớng dẫn cho em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp.

Con xin chân thành cảm ơn Cha Mẹ đã luôn ủng hộ tinh thần con
trong suốt quá trình học tập để con có tƣơng lai nhƣ ngày hôm nay.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, anh chị đang làm việc trong
“Trung Tâm Học Liệu” đã tạo mọi điều kiện cho em tìm tài liệu thông qua
sách, báo, Internet để em đƣợc hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp Sƣ Phạm Vật Lý-Công Nghệ
K34 đã luôn ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình trong suốt quá trình học tập cũng
nhƣ làm luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể phòng 6 dãy C9 – Kí Túc Xá – Đại
Học Cần Thơ đã luôn ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình trong suốt quá trình học
tập cũng nhƣ làm luận văn tốt nghiệp.
Do kiến thức và thời gian có hạn nên luận văn tốt nghiệp không tránh
khỏi những thiếu sót. Kính mong sự chỉ bảo và đóng góp của quý thầy cô
cùng các bạn để cho luận văn của em đƣợc tốt hơn.
Cuối cùng xin ghi nhận nơi đây lòng biết ơn chân thành nhất, xin kính
chúc sức khỏe của quý thầy cô Bộ Môn Vật Lý, Khoa Sƣ Phạm, Trƣờng
Đại Học Cần Thơ, chúc quý thầy cô luôn hoàn thành tốt công việc và luôn
hạnh phúc bên gia đình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày … tháng .. năm 2012
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Hoàng Nam


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
---------.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
................................................. …………………………………………………………..

Cần Thơ, ngày.…. tháng.…. năm 2012
Giáo viên hƣớng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


NHẬN XÉT CỦA GVPB 1
---------..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…. tháng…. năm 2012
Giáo viên phản biện


NHẬN XÉT CỦA GVPB 2
---------..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…. tháng…. năm 2012
Giáo viên phản biện


MỤC LỤC
Phần MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .............................................................................................. 1
1.1 Mục đích của đề tài .................................................................................................. 2

1.2 Giới hạn của đề tài ................................................................................................... 2
2 CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................ 2
3 CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỤC HIỆN ĐỀ TÀI .......................... 2
3.1 Phƣơng pháp thực hiện đề tài ................................................................................... 2
3.2 Phƣơng tiện thực hiện đề tài ..................................................................................... 3
4 CÁC BƢỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ............................................................................ 3
Phần NỘI DUNG ......................................................................................................... 4
Chƣơng 1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH PHÁT TRIỂN VÀ
ĐẶC ĐIỂM CÁC LOẠI SÉT ...................................................................................... 4
1.1 Lịch sử nghiên cứu ................................................................................................... 4
1.2 Sự hình thành ........................................................................................................... 5
1.2.1 Sấm sét là gì ? ....................................................................................................... 5
1.2.2 Sự hình thành ........................................................................................................ 5
1.3 Đặc điểm các loại sét ............................................................................................... 8
1.3.1 Các khía cạnh kỹ thuật của sét .............................................................................. 8
1.3.1.1 Cƣờng độ dòng điện của một tia sét ................................................................... 8
1.3.1.2 Điện thế ............................................................................................................. 9
1.3.1.3 Các hiệu ứng về điện .......................................................................................... 9
1.3.1.4 Hiệu ứng lan truyền sét ...................................................................................... 9
1.3.1.5 Hiệu ứng nhiệt ................................................................................................. 10
1.3.1.6 Hiệu ứng cơ ..................................................................................................... 10
1.3.2 Sét không bao giờ đánh theo đƣờng thẳng ........................................................... 10
1.3.3 Những nơi sét thƣờng đánh nhiều nhất ................................................................ 11
1.4 Các loại sét phổ biến .............................................................................................. 11
1.4.1 Từ mây xuống đất ............................................................................................... 12
1.4.2 Từ đất lên mây .................................................................................................... 12
1.4.3 Mây và mây ........................................................................................................ 13
1.4.4 Sét khô ................................................................................................................ 13

1.4.5 Sét tên lửa ........................................................................................................... 13
1.4.6 Sét tự hình thành ................................................................................................. 13
1.4.7 Sét hòn ................................................................................................................ 14
1.4.8 Sét thƣợng tần khí quyển ..................................................................................... 19
1.4.9 Sét dị hình (Sprites) ............................................................................................ 19
1.4.9.1 Sét dị hình xanh ............................................................................................... 19
1.4.9.2 Sét dị hình Elves .............................................................................................. 20
1.1.10 Sét ngoài trái đất ............................................................................................... 20
1.5 Kích hoạt sét .......................................................................................................... 21
1.5.1 Tên lửa................................................................................................................ 21
1.5.2 Núi lửa ................................................................................................................ 21
1.5.3 Laser ................................................................................................................... 21
Chƣơng 2 HẬU QUẢ DO SÉT GÂY RA.................................................................. 23
2.1 Tác hại chung......................................................................................................... 23
2.2 Đối với công trình xây dựng .................................................................................. 23
2.3 Các dạng tác động của sét đối với trang thiết bị điện nhạy cảm .............................. 24
2.4 Tác hại đến con ngƣời ............................................................................................ 26
2.4.1 Sét có thể gây thƣơng tích bằng cách thức sau..................................................... 26
2.4.2 Phá hỏng máy tính trung tâm............................................................................... 30
2.4.3 Mồ hôi sôi lên giầy bị cháy thành than ................................................................ 31
2.4.4 Các dây thần kinh cháy nhƣ dây dẫn ................................................................... 31
2.4.5 Phomai cháy ....................................................................................................... 32
2.4.6 Cầu chì mất tác dụng .......................................................................................... 32
Chƣơng 3 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÒNG CHỐNG SÉT ...................................... 35
3.1 Phƣơng pháp dùng lồng Faraday ............................................................................ 36
3.1.1 Vật dẫn mang điện .............................................................................................. 36
3.1.2 Nguyên tắc hoạt động ......................................................................................... 37
3.1.3 Lồng Farday ........................................................................................................ 37
3.2 Phƣơng pháp chống sét truyền thống ( hệ Franklin ) ............................................. 39
3.2.1 Hệ Franklin gắn thẳng ......................................................................................... 39

3.2.2 Hệ Franklin bao quanh hay nằm trên (hệ mắc xích hay lƣới) ............................... 40
3.3 Phƣơng pháp chống sét không truyền thống ........................................................... 40


3.3.1 Hệ phát xạ sớm ................................................................................................... 40
3.3.2 Hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán năng lƣợng sét)...................................................... 40
3.3.3 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị phân tán năng lƣợng sét ................................. 40
3.4 Hút sét bằng laser................................................................................................... 43
3.5 Phƣơng pháp phòng chống tích cực sử dụng các trang thiết bị hiện đại ................. 44
3.6 Các biện pháp bảo vệ và chống sét đƣợc khuyến khích .......................................... 44
3.7 Thiết bị chống sét................................................................................................... 46
3.7.1 Thiết bị chống sét là gì ? ..................................................................................... 46
3.7.2 Thiết bị chống sét ống (PT) ................................................................................. 47
3.7.2.1 Cấu tạo ............................................................................................................. 47
3.7.2.2 Nguyên lí ......................................................................................................... 48
3.7.3 Chống sét van ..................................................................................................... 49
3.7.3.1 Cấu tạo ............................................................................................................. 49
3.7.3.2 Nguyên lí ......................................................................................................... 49
3.7.4 Chống sét VariSTAR UItraSIL ........................................................................... 52
3.7.4.1 Cấu tạo ............................................................................................................. 53
3.7.4.2 Đặc điểm .......................................................................................................... 53
3.7.4.3 Hoạt động ........................................................................................................ 54
3.7.5 Kim thu sét Prevectron ........................................................................................ 54
3.7.5.1 Cấu tạo ............................................................................................................. 55
3.7.5.2 Nguyên tắc hoạt động ...................................................................................... 55
3.7.5.3 Đặc điểm quá trình ion hóa .............................................................................. 55
3.7.5.4 Phân loại .......................................................................................................... 56
3.7.5.5 Vùng bảo vệ ..................................................................................................... 56
3.7.5.6 Nghiên cứu thử nghiệm và phát triển................................................................ 57
3.7.5.7 Tiêu chuẩn an toàn ........................................................................................... 58

3.7.6 Dự báo sét ........................................................................................................... 59
3.7.6.1 Có thể dự báo dông sét sớm 30 phút ................................................................. 59
3.7.6.2 Kỹ thuật, thiết bị dự báo sét.............................................................................. 60
Chƣơng 4 BÍ ẨN VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG .................................................... 63
4.1 Bí ẩn ...................................................................................................................... 63
4.1.1 Sét – hiện tƣợng thiên nhiên kỳ bí ....................................................................... 63


4.1.2 Tại sao lại gọi là sét dơ bẩn ??? ........................................................................... 67
4.1.3 Vì sao sét hay đánh vào vật thể cao chót vót đứng đơn độc ................................. 68
4.1.4 Nguồn X trong sấm sét ........................................................................................ 68
4.1.5 Sét bốc vỏ cây tƣơi nhƣ thế nào .......................................................................... 68
4.1.5.1 Với cây tƣơi ..................................................................................................... 70
4.1.5.2 Với cây khô ...................................................................................................... 70
4.1.6 Sét cũng lựa chọn ................................................................................................ 71
4.1.7 Khi gặp sét nên làm gì ? ...................................................................................... 71
4.2 Tiềm năng .............................................................................................................. 72
4.2.1 Năng lƣợng thay thế ............................................................................................ 72
4.2.2 Nguồn năng lƣợng quý giá .................................................................................. 74
4.2.3 Bƣớc đầu chinh phục sét của con ngƣời .............................................................. 75
Phần KẾT LUẬN ....................................................................................................... 77
PHỤ LỤC ................................................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 87


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

Phần MỞ ĐẦU

--------

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Theo những nghiên cứu của Viện Vật Lý Địa Cầu Việt Nam nằm ở tâm dông
châu Á, một trong ba tâm dông trên thế giới, hàng năm Việt Nam phải hứng chịu
khoảng hai triệu cú sét đánh xuống, số lƣợng ngƣời chết và cơ sở vật chất do dông sét
gây ra vô cùng lớn. Nhƣng hầu nhƣ chúng ta chỉ biết đƣợc một vài kiến thức sơ khai
về sét nhƣng bản chất của nó nhƣ thế nào những vấn đề liên quan đến nó là gì thì
chúng ta vẫn chƣa đƣợc tìm hiểu kĩ. Bạn biết không, sét là một trong những hiện tƣợng
tự nhiên xảy ra thƣờng xuyên nhất đƣợc quan sát tốt nhất nhƣng là một trong những
hiện tƣợng tự nhiên đƣợc con ngƣời hiểu biết ít nhất.
Chúng ta chỉ biết đến sét nhƣ một thứ đáng sợ nó có thể phá hoại các công trình,
thâm nhập vào các thiết bị, phá hỏng đƣờng dây điện, gây nguy hiểm đến chết ngƣời.
Mỗi năm nƣớc ta có nhiều ngƣời chết do sét đánh và thiệt hại do hƣ hỏng thiết bị lên
đến hàng tỉ đồng. Sét cũng là nguyên nhân chính gây sự cố cắt điện của lƣới điện cao
áp ở việc Nam…Ví dụ:
Từ năm 1989-1994, đã có 286 cú sét đánh xuống đƣờng dây 220 kV từ Phả LạiHà Đông, Hà Đông-Hòa bình và Phả Lại-Hải Phòng.
Tại Na Hang (Tuyên Quang), sét đánh vào trạm vi ba liên tục trong 4 năm từ
1997-2000 gây hỏng thiết bị của trạm.
Tháng 4/1998, một tia sét đánh vào trạm Phú Thụy (Viện Vật Lý Địa cầu) gây
hỏng hai đài quan trắc địa lý và địa từ, thiệt hại hàng trăm triệu đồng.
Ngày 4/6/2001, sét đánh nổ một máy cắt 220 kV của nhà máy Thủy Điện Hòa
Bình khiến lƣới điện miền Bắc bị rã mạch, nhiều nhà máy điện bị tách khỏi hệ thống
khiến mất điện trên diện rộng.
Đáng báo động là đa số các công trình lớn của Việt Nam điều không đáp ứng đủ
6 yêu cầu phòng chống sét của thế giới.
Nhƣng các bạn có biết rằng “Sét một trong những thành phần cơ bản cấu tạo nên
sự sống trên Trái Đất”. Những nổ lực không ngừng của các nhà khoa học để điều
khiển và nắm bắt đƣợc nó đang ngày đêm đƣợc tiến hành cùng với giấc mơ chinh phục
thiên nhiên huyền bí nhƣng cho đến tận hôm nay họ chỉ có thể nói “Sét là một hiện

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 1

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

làm chúng ta bối rối”. Nhiều năm đã qua nhƣng các câu hỏi lớn vẫn chƣa có lời giải
đáp, sét hoạt động nhƣ thế nào, bắt đầu ra sao trong cơn bão và lan truyền xuyên trong
không khí nhƣ thế nào ?”. Đây là một vấn đề làm cho em trăn trở rất nhiều, làm sao có
thể giúp cho mọi ngƣời hiểu rõ hơn về sét để có thể tránh đƣợc những tia sét giúp an
toàn cho tính mạng và tài sản của mọi ngƣời. Cũng chính vì sự ít hiểu biết ấy nên em
chọn đề tài “Sét - cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng” làm đề tài cho luận văn tốt
nghiệp của mình.
Qua đề tài này, em không mong gì hơn là có thể tìm ra lời giải đáp về những bí
ẩn, sự hình thành, phát triển, cách thức hoạt động và các phƣơng pháp phòng chống
sét. Mong rằng những gì em tìm đƣợc có thể cung cấp những kiến thức phổ thông nhất
nhằm giúp cho tấc cả mọi ngƣời ngƣời nói chung và sinh viên nghành vật lý nói riêng
hiểu rõ thêm về mức độ nguy hiểm của sét và cách phòng chống sét nhƣ thế nào.
1.1 Mục đích của đề tài
Việc nghiên cứu “sấm sét” giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của sấm sét.
Thông qua bài học, tuyên truyền giúp cho học sinh có cái nhìn đúng đắn về sấm sét,
cách phòng chống sấm sét, tự bảo vệ bản thân và ngƣời khác.
Làm phong phú bài giảng cho học sinh.
Nắm đƣợc những thành tựu mới của con ngƣời trong công cuộc chống sấm sét.

1.2 Giới hạn của đề tài
Do không có điều kiện tham gia nghiên cứu về dông sét cho nên em chỉ tìm hiểu
thông qua các tài liệu tham khảo.

2 CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Để bảo vệ tài sản, tín mạng và các công trình xây dựng ở nƣớc ta thì trƣớc tiên
chúng ta đi nghiên cứu về sự hình thành tia sét và những hậu quả do sét gây ra.
Đã xảy ra nhiều cái chết thƣơng tâm, những công trình, nhà cửa bị phá hoại
những vụ cháy rừng do sét gây ra, ta đi tìm hiểu những hậu quả này để thấy đƣợc tầm
quan trọng của việc chống sét cho các công trình xây dƣng.

3 CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
3.1 Phƣơng pháp thực hiện đề tài
Nghiên cứu lý thuyết, phân tích và tổng hợp các tài liệu.

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 2

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

3.2 Phƣơng tiện thực hiện đề tài
Sử dụng sách, báo và các loại tài liệu có liên quan qua các thƣ viện khai thác
thông tin trên Internet.

4 CÁC BƢỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Bƣớc 1: Nhận đề tài.
Bƣớc 2: Nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài.
Bƣớc 3: Tiến hành viết đề tài và trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn.
Bƣớc 4: Viết báo cáo.
Bƣớc 5: Bảo vệ luận văn.

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 3

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

Phần NỘI DUNG
Chƣơng 1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH PHÁT
TRIỂN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI SÉT
1.1 Lịch sử nghiên cứu
Benjamin Franklin (1706–1790) đã cố
gắng kiểm tra lý thuyết rằng các tia lửa tạo do
sự phóng điện của các quả cầu thủy tinh khi
quay cũng giống nhƣ các tia sét bằng cách
dựng lên một cái tháp có hình nón tại

Philadelphia.
Trong lúc chờ đợi cái tháp đƣợc dựng

xong ông nảy ra ý tƣởng sử dụng một con

diều. Trong cơn dông tiếp theo đó vào tháng
6 năm 1752 ông đã cùng con trai của mình ra

Hình 1.1 Benjamin Franklin làm thí
nghiệm 1752
chìa khóa vào đoạn cuối của dây diều và cắm nó xuống đất (ông đã buộc chìa khóa vào
thử nghiệm (hình 1.1). Ông đã buộc một cái

dây diều bằng dây lụa loại vật liệu dẫn điện rất kém). Sau một hồi không có chuyện gì
xảy ra ông thấy sợi dây bị lỏng và đƣa tay lại để buộc nó chặt hơn ngay lập tức một tia
sét phan trúng con diều (vì ông trở thành vật dẫn điện). Sống sót sau thí nghiệm này
ông đã đƣa ra kết luận rằng sét chính là điện. Franklin không phải là ngƣời duy nhất
thí nghiệm với diều. Thomas-François Dalibard cùng De Lors đã thực hiện cuộc thí
nghiệm tƣơng tự ở Marly-la-Ville tại Pháp chỉ vài tuần trƣớc thí nghiệm của Franklin.
Trong cuốn tự truyện của mình (viết những năm 1771-1788 xuất bản năm 1790)
Franklin đã tự nhận rằng ông đã thực hiện cuộc thí nghiệm của mình sau những ngƣời
Pháp chỉ vài tuần mà không hề biết về điều này trong năm 1752.
Tin tức về cuộc thí nghiệm này lan rộng ra và những ngƣời khác bắt đầu thực
hiện lại nó. Tuy nhiên các cuộc thí nghiệm về sét rất nguy hiểm và đôi khi gây chết
ngƣời. Một trong những cái chết nổi tiếng nhất do bắt chƣớc Franklin là của giáo sƣ

Georg Richmann tại Saint Petersburg, Nga. Ông đã tạo ra một hệ thống thu sét
giống nhƣ của Franklin, ông đã chạy về nhà khi nghe tiếng sấm lúc đang giảng bài tại

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 4

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

học viện khoa học. Ông chạy về với ngƣời thợ điêu khắc để có thể ghi lại sự kiện này.
Ông đã đặc một quả bóng thủy tinh lên một vòng kim loại gần nhƣ hoàn hảo cho một
hệ thống thu lôi thời đó nhƣng lại quên gắn dây nối đất, kết quả theo báo cáo là khi sét
đánh và chạy vào vòng kim loại và bao lấy quả cầu thủy tinh nó tạo ra một cục sét hòn
(do không thể chạy xuống đất một cách trực tiếp) đã văng trúng đầu Georg Richmann
và giết ông ngay lập tức.
Mặt dù các thí nghiệm từ thời của Benjamin Franklin đã chỉ ra rằng sét là một sự
phóng điện, các lý thuyết tìm hiểu về sét rất ít đƣợc cập nhật (cụ thể tại sao nó hình
thành) trong 150 năm. Các nguồn động lực cho các nghiên cứu gần đây đến từ lĩnh vực
kỹ thuật điện. Các cột điện cao thế khi bắt đầu đƣa vào phục vụ các kỹ sƣ cần biết sét
nguy hiểm đến mức nào để có thể bảo vệ các cột điện. Năm 1900 Nikola Tesla đã tạo
ra sét nhân tạo bằng một quả cầu điện cùng các máy phát điện công suất cao đủ để tạo
ra sét đủ lớn để xem.

1.2 Sự hình thành
1.2.1 Sấm sét là gì ?
Sét hay tia sét là hiện tƣợng phóng điện trong khí quyển giữa một đám mây tích
điện với mặt đất hay giữa các đám mây tích điện trái dấu.
Sấm là tiếng động do chớp đốt nóng không khí. Khi không khí nở ra rất nhanh,
nó gây ra tiếng động. Ta có thể nghe thấy sấm trong vòng bán kính 20-25 km.
1.2.2 Sự hình thành
Trong những năm qua cứ mỗi khi mùa mƣa đến ngoài việc chuẩn bị các biện
pháp phòng chống bão lụt chúng ta còn phải quan tâm đến một hiện tƣợng thiên nhiên

khác có tác hại nghiêm trọng đến cơ sở vật chất và con ngƣời đó là dông sét. Có thể
hiểu nôm na rằng sét là sự phóng điện giữa đám mây dông và một điểm nào đó trên
mặt đất khi điện trƣờng khí quyển đạt đến một giá trị tới hạn. Việt Nam thuộc vùng
khí hậu nhiệt đới nên dòng điện sét thƣờng rất lớn khoảng 30kA, do đó nếu một công
trình nào đó bị sét đánh thì phần kiến trúc của công trình đó có thể bị phá vỡ do ảnh
hƣởng của áp suất và nhiệt độ phát tán cao, các thiết bị điện trong công trình có thể bị
hỏng do trƣờng điện từ của dòng sét cảm ứng và con ngƣời có thể bị tổn thƣơng nếu ở
gần điểm phóng điện sét. Trong thực tế đã xảy ra nhiều trƣờng hợp một cơn phóng
điện sét đã làm cho hàng chục ngƣời bị thƣơng và chết (xảy ra ở xã Hiệp Thành - Bạc
GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 5

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

Liêu) còn những vụ sét làm chết ngƣời hàng năm thì xảy ra liên tục khắp nơi nhất là
các vùng trọng điểm nhƣ Đồi Rìu, Bàu Sầm, Bảo Vinh ....thuộc Huyện Long Khánh Đồng Nai, các xã vùng sâu thuộc Huyện Đức Linh, Hàm Tân - Bình Thuận, hoặc một
số xã thuộc các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, ngay tại TP.HCM năm nào cũng xảy
ra vài trƣờng hợp tử vong do phóng điện sét. Cơ chế hình thành một cơn sét nói chung
khá phức tạp, có nhiều công trình nghiên cứu về quá trình nhiễm điện của một đám
mây dông cũng nhƣ cơ chế phát triển của tia sét hƣớng xuống đất, ở đây em chỉ xin
phép đề cập đến một giả thuyết phổ biến nhất để giải thích nguyên nhân tạo dông sét
nhƣ sau (Hình 1.2).
Dông là hiện tƣợng khí quyển liên quan với sự phát triển mạnh mẽ của đối lƣu
nhiệt và các nhiễu động khí quyển, nó thƣờng xảy ra vào mùa hè là thời điểm mà sự

trao đổi nhiệt giữa mặt đất và không khí rất lớn. Những luồng không khí nóng khổng

Hình 1.2 Sơ đồ tóm tắt quá trình hình thành sấm sét
lồ mang theo hơi nƣớc từ mặt đất bốc lên, các luồng không khí này đƣợc hình thành do
sự đốt nóng bởi ánh sáng mặc trời, đặc biệt ở các vùng cao hoặc do sự gặp nhau của
những luồng không khí nóng ẩm và không khí lạnh. Đến một độ cao nào đấy luồng
không khí nóng ẩm này bị lạnh đi lúc đó hơi nƣớc ngƣng tụ tạo thành những giọt nƣớc
nhỏ li ti hay gọi là tinh thể băng chúng tích tụ trong không gian dƣới dạng những đám
mây. Trái đất càng bị nóng thì không khí nóng càng bay lên cao hơn, mây càng dày
hơn đến một lúc nào đó thì các tinh thể băng trong mây sẽ lớn dần và rơi xuống thành
mƣa. Mây càng dày thì màu của nó càng đen hơn. Sự va chạm của các luồng khí nóng
GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 6

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

đi lên và các tinh thể băng đi xuống trong đám mây sẽ làm xuất hiện các điện tích mà
ta gọi là đám mây bị phân cực điện hay đám mây tích điện (Hình 1.3). Các phần tử
điện tích âm có khối lƣợng lớn nên nằm dƣới đáy đám mây còn các phần tử điện tích
dƣơng nhẹ hơn nên bị đẩy lên phần trên của đám mây. Nhƣ vậy trong bản thân đám
mây đã hình thành một điện trƣờng cục bộ của một lƣỡng cực điện và dƣới tác dụng
của điện trƣờng cục bộ này các phần tử sẽ di chuyển nhanh hơn, điện tích đƣợc tạo ra
nhiều hơn và điện trƣờng càng mạnh hơn. Quá trình này tiếp diễn cho đến lúc điện
trƣờng đạt giá trị tới hạn và gây ra phóng điện nội bộ trong đám mây mà ta gọi là

chớp.

Hình 1.3: Sơ đồ minh họa không gian hình thành sét

Ngoài ra khoảng không gian bên dƣới đám mây thƣờng có một lớp điện tích
dƣơng gọi là điện tích không gian vì vậy giữa phần đáy đám mây mang điện âm và lớp
điện tích dƣơng này lại hình thành một điện trƣờng riêng và chính điện trƣờng này làm
phát sinh một tia sét ban đầu gọi là dòng tiên đạo di chuyển xuống đất với tốc độ
khoảng 150km/s. Kênh tiên đạo là một dòng plasma mật độ điện khoảng 1013 1014
ion/m3, một phần điện tích âm của mây dông tràn vào kênh và phân bố tƣơng đối đều
dọc theo chiều dài của nó. Thời gian phát triển của tia tiên đạo mỗi đợt kéo dài trung
bình khoảng 1s. Thời gian tạm ngƣng phát triển giữa 2 đợt khoảng 30s - 90s. Đƣờng đi
của tia tiên đạo trong thời gian này không phụ thuộc vào tình trạng mặt đất và các vật
trên mặt đất, do đó nó gần nhƣ hƣớng thẳng về phía mặt đất. Cho đến khi tia tiên đạo
GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 7

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

đạt đến độ cao định hƣớng thì mới bị ảnh hƣởng bởi các vùng điện tích tập trung dƣới
mặt đất.
Trong quá trình phát triển xuống đất, dòng tiên đạo mang theo một điện thế rất
lớn sẽ ion hóa lớp không khí trên đƣờng đi của nó nơi nào có cách điện không khí yếu
thì dòng tiên đạo sẽ phát triển về hƣớng đó vì vậy ta thấy dòng tia sét đi xuống không

phải là đƣờng thẳng mà thƣờng có dạng ngoằn ngoèo, phân nhánh. Ngoài ra do hiệu
ứng cảm ứng điện nên phần mặt đất nằm bên dƣới đám mây dông sẽ mang một lƣợng
điện dƣơng. Lƣợng điện này sẽ phân bố trên các vật có khả năng dẫn điện nhƣ nhà
cửa, cây cối, công trình, trụ điện, tháp ăng-ten......, vật nào dẫn điện càng tốt thì điện
tích phân bố trên vật đó càng lớn và điện trƣờng của nó càng mạnh so với các vật xung
quanh. Vì vậy, khi dòng tiên đạo phát triển xuống gần mặt đất thì nó sẽ chọn vật có
điện trƣờng mạnh nhất để đánh vào mà ta gọi là phóng điện sét, nơi tiếp xúc của chúng
gọi là kênh sét. Ngƣời ta lợi dụng tính chất chọn của sét để bảo vệ chống sét đánh
thẳng cho các công trình bằng cách dùng các thanh kim loại hay dây thu sét bằng kim
loại đƣợc nối đất tốt, đặt cao hơn công trình cần bảo vệ để hƣớng sét đánh vào đó mà
không phóng vào công trình.
Khi tia tiên đạo hƣớng xuống gần mặt đất hay tia tiên đạo hƣớng lên, thì trong
khoảng cách khí ở giữa đó cƣờng độ điện trƣờng tăng cao gây lên ion hóa mãnh liệt,
dẫn đến sự hình thành một dòng plasma có mật độ điện tích cao hơn nhiều so với mật
độ điện tích của tia tiên đạo, điện dẫn của nó tăng lên hàng trăm lần. Đây là thời điểm
trao đổi điện tích giữa đám mây và mặt đất đƣợc gọi là giai đoạn trung hòa điện tích,
dòng điện trong kênh sét lúc này rất lớn có thể đến 200kA nên bị nóng lên rất mạnh
khoảng 20.0000 C và do đó ta thấy nó sáng chói lên (cũng đƣợc gọi là chớp). Dƣới tác
dụng của nhiệt độ này, lớp không khí xung quanh kênh sét bị giãn nỡ mạnh gây ra
tiếng nổ lớn mà ta gọi là sấm. Do ánh sáng có vận tốc lớn hàng triệu lần so với âm
thanh nên ta thấy ánh chớp trƣớc rồi sau đó một lúc mới nghe thấy tiếng sấm.

1.3 Đặc điểm của các loại sét
1.3.1 Các khía cạnh kỹ thuật của hiện tƣợng sét
1.3.1.1 Cường độ dòng điện của một tia sét
Cƣờng độ dòng điện của một tia sét thƣờng nằm trong khoảng từ 2.000 A đến
200.000 A. Thống kê các giá trị này trong thiên nhiên theo phân bố nhƣ sau:
1% các tia sét đánh vƣợt quá 200.000A
GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 8

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

10% các tia sét đánh vƣợt quá 80.000A
50% các tia sét đánh vƣợt quá 28.000A
90% các tia sét đánh vƣợt quá 8.000A
99% các tia sét đánh vƣợt quá 3.000A
Dòng điện trong hầu hết các tia sét đánh xuống mặt đất là từ các phần tử mang
điện tích âm trong các đám mây dông và nhƣ vậy tia sét là dòng các hạt tích điện âm từ
mây xuống mặt đất. Cũng có các tia sét từ các phần tử mang điện tích dƣơng, nhƣng
ít thƣờng xuyên hơn. Về chiều dòng điện là dòng điện một chiều tăng vọt trong
khoảng thời gian không đến 10 μs đối với tia sét mang điện tích âm (đối với tia sét
mang điện tích dƣơng thời gian này dài hơn khá nhiều), sau đó giảm dần tới một giá trị
nhỏ, đối với một tia sét đơn, trong khoảng thời gian 100 μs hoặc nhỏ hơn.
1.3.1.2 Điện thế
Trƣớc khi hiện tƣợng phóng điện xảy ra, điện thế của khối cầu tích điện có thể
ƣớc tính sơ bộ bằng cách giả thiết điện tích Q là 100 C và bán kính của hình cầu
tƣơng đƣơng vào khoảng 1 km. Do đó điện dung của cả khối vào khoảng 10 -7 F. Từ
công thức Q = CV, điện thế tính đƣợc sẽ vào khoảng 10 9 V. Điều này có nghĩa điện
áp ban đầu ở đám mây là trên 100 MV.
1.3.1.3 Các hiệu ứng về điện
Khi cƣờng độ dòng điện bị tiêu hao qua điện trở của phần cực nối đất của hệ
thống chống sét, nó sẽ tạo ra sự tụt điện áp kháng và có thể làm tăng tức thời hiệu
điện thế với đất của hệ thống chống sét. Nó cũng có thể tạo nên xung quanh cực nối

đất một vùng có chênh lệch điện thế cao có thể gây nguy hiểm cho ngƣời và động
vật. Tƣơng tự nhƣ vậy cũng cần phải lƣu ý đến điện cảm tự cảm của hệ thống
chống sét do đoạn dốc đứng của xung điện do sét gây ra.
Độ tụt điện áp do hiện tƣợng trên gây ra trong hệ thống chống sét do đó sẽ là
tổng số học của hai thành phần là điện áp cảm ứng và điện áp kháng.
1.3.1.4 Hiệu ứng lan truyền sét
Điểm mà sét đánh vào hệ thống chống sét có thể có điện thế bị tăng cao hơn rất
nhiều so với các vật thể kim loại xung quanh. Bởi vậy sẽ có nguy cơ lan truyền sét sang
các vật kim loại trên hoặc phía bên trong công trình. Nếu sự lan truyền này xảy ra, một
phần của dòng điện do sét gây ra sẽ đƣợc tiêu hao qua các thiết bị lắp đặt bên trong

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 9

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

nhƣ đƣờng ống hoặc dây dẫn và nhƣ vậy sẽ dẫn đến rủi ro cho ngƣời sống trong nhà
cũng nhƣ kết cấu công trình.
1.3.1.5 Hiệu ứng nhiệt
Việc quan tâm đến hiệu ứng nhiệt chỉ gói gọn trong việc tăng nhiệt độ trong hệ
thống dẫn sét. Mặc dù cƣờng độ dòng điện cao nhƣng thời gian xảy ra là rất ngắn nên
ảnh hƣởng về nhiệt độ trong hệ thống bảo vệ là rất nhỏ.
Nói chung diện tích cắt ngang của dây dẫn sét đƣợc chọn chủ yếu sao cho thoả
mãn về độ bền cơ khí, có nghĩa là nó đủ lớn để giữ cho độ tăng nhiệt độ trong khoảng

1oC. Ví dụ nhƣ, với dây dẫn đồng có tiết diện 50 mm2, một cú sét đánh 100kA với thời
gian là 100 μs sẽ giải phóng ít hơn 400J trên 1m dây dẫn, dẫn đến độ tăng nhiệt độ
khoảng 1o. Nếu dây dẫn là thép thì độ tăng này cũng ít hơn 10oC.
1.3.1.6 Hiệu ứng cơ
Khi một dòng điện có cƣờng độ cao đƣợc tiêu tán qua các dây dẫn đặt song song
gần nhau hoặc dọc theo một dây dẫn duy nhất nhƣng có nhiều gấp khúc, nó sẽ gây ra
các lực cơ học có độ lớn đáng kể.
Một tác động cơ học khác từ sét là do sự tăng cao đột ngột nhiệt độ không khí lên
đến 30.0000C và sự giãn nở đột ngột không khí xung quanh đƣờng dẫn sét xuống đất.
Đây là do khi độ dẫn điện của kim loại đƣợc thay thế bởi độ dẫn của một đƣờng vòng
cung, năng lƣợng sẽ tăng lên 100 lần. Một năng lƣợng lớn nhất khoảng 100MW/m có
thể đƣợc tạo ra trong cú phóng điện xuống mặt đất và sóng xung kích gần cú phóng
điện này có thể làm trốc ngói lợp trên mái nhà. Tƣơng tự nhƣ vậy, với hiệu ứng lan
truyền của sét trong các công trình, sóng xung kích có thể gây ra các hƣ hại cho kết cấu.
1.3.2 Sét không bao giờ đánh theo đƣờng thẳng
Đƣờng đi của sét cong queo vì nó chọn con đƣờng nào cản điện ít nhất, nghĩa là
đi vào các nơi tập trung nhiều phần tử dẫn điện nhất ( Hình 1.4, Hình 1.5).

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 10

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

Hình A

Hình
1.4:
: Mây
Mâydông
dôngmang
mangđiện
điệntích
tíchâm Hình
và mặt1.5:
đấtHai
mang
khối
điện
điện
tíchtích
dƣơng
gặp
Hình
: Hai
điện
tíchtích
gặpdương
nhau tạo
ra sét
âm
vàBmặt
đấtkhối
mang
điện
nhau

tạo ra sét
1.3.3 Những nơi sét thƣờng đánh nhiều nhất
Sét thƣờng đánh vào những nơi có sức cản điện tƣơng đối ít. Ví dụ: sét hay đánh
vào những cây có nhiều rễ và rễ ăn sâu nhƣ cây đa, cây sồi.
Sét cũng đánh vào những nơi dẫn điện tốt.
Sét hay đánh vào những cây có nhiều nƣớc.
Những nơi ẩm ƣớt (nhƣ những khe núi, vực sâu, vì ở đáy vực sâu, những khe tập
trung nhiều hơi ẩm hay những nguồn nƣớc..)
Những vùng đất sét thƣờng dẫn điện nhiều hơn đất cát, do vậy sét hay đánh
xuống đó nhiều hơn.
Đất có nhiều nƣớc ngầm và dòng cát chảy (lƣu sa) ở phía dƣới cũng là mồi ngon
của sét.

1.4 Các loại sét phổ biến

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 11

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

Các tia sét khác nhau có các đặc tính cụ thể, các nhà khoa học và dân thƣờng đã
đặc tên cho rất nhiều loại sét khác nhau. Loại thƣờng xuất hiện nhất là vệt sét. Nó
chẳng là gì khác ngoài việc trao đổi điện tử và khi thực hiện việc đó nó tạo ra một vệt
sét. Một lƣợng lớn điện tử thƣờng nằm trong các đám mây mọi ngƣời không thể thấy

chúng trừ khi chúng bắt đầu xáo động và tiến hành trao đổi điện tử trong cơn dông.
1.4.1 Từ mây xuống đất
Đây là loại đƣợc biết đến nhiều
nhất và thƣờng xuyên xảy ra nhất trong
các loại sét (Hình 1.6). Trong tất cả các
loại sét đây là loại đe dọa đến tính
mạng, tài sản nhiều nhất vì chúng đánh
thẳng xuống đất. Sét đánh từ mây
xuống đất là hiện tƣợng trao đổi điện tử
giữa các đám mây tích điện và mặt đất.
Nó đƣợc tạo ra bởi các luồng điện tử di
chuyển xuống mặt đất từ trong các đám
Hình 1.6 Sét từ mây xuống đất

mây.
1.4.2 Từ đất lên mây

Loại sét này đƣợc hình thành khi các luồng điện tử bắt đầu di chuyển giữa mặt
đất và đám mây phía trên. Nó hình thành khi các luồng ion mang điện tích âm của các
đám mây bắt đầu di chuyển xuống gần sát mặt đất thì các ion mang điện tích dƣơng
bên dƣới bắt đầu tập hợp lại các chỗ nào đó cao, dễ dẫn điện và phóng lên trên để nối
vào luồng ion âm đang di chuyển xuống dƣới chính nó quyết định tia sét sẽ đánh vào
đâu khi sét đánh xuống đất. Vì có rất nhiều tia sét ion dƣơng hình thành khi luồng ion
âm tiến xuống tia nào nối đƣợc vào luồng ion âm sẽ dẫn cả tia sét vào chỗ mà nó
phóng ra, vì thế nó giống nhƣ một dây câu sét mà nơi mà nó xuất phát là cần câu vì thế
nơi xuất phát nào cao hơn thì tỉ lệ nối đƣợc vào luồng ion âm trƣớc sẽ cao vì thế sét
thƣờng hay đánh vào những nơi cao, nhƣng đôi khi nơi thấp hơn nhƣng dễ dẫn điện
hơn sẽ tạo ra dây dẫn dài hơn và nhanh hơn nên sẽ nối vào luồng ion âm trƣớc các dây
dẫn xuất phát từ những nơi cao hơn nhƣng dẫn điện kém hơn và mang cả tia sét vào
khu vực thấp. Thƣờng thì loại sét này xuất hiện khá mờ nhạt và rất nhanh nhƣng rất

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 12

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

nhiều, đôi khi các điện tích dƣơng này sẽ tự phóng lên đám mây mang điện tích âm
phía trên nếu chúng đủ mạnh và sẽ tạo thành sét mà không cần luồng ion âm di chuyển
xuống gần mặt đất. Khi các ion dƣơng tập trung với mật độ đủ cao nó sẽ làm cho nơi
mà nó tập trung phát sáng, các thủy thủ thƣờng nói với nhau rằng cột buồm sẽ phát
sáng trƣớc khi sét đánh xuống trong các cơn bão ban đêm để tránh xa nó trƣớc khi bị
sét đánh.
1.4.3 Mây và mây
Đây là hiện tƣợng trao đổi điện tử giữa các đám mây với nhau mà không phải đi
xuống đất. Nó xảy ra khi đám mây tích điện tử có tiềm năng tạo sét lại gần hay va vào
nhau, môi trƣờng tích điện trong hai đám mây bị xáo động hơn là khi chỉ trong một
đám mây, hai đám mây sẽ cố gắng lấy lại sự cân bằng ion bằng cách trao đổi các ion
này với nhau. Nó tạo ra hiệu điện thế dẫn đến việc tạo ra các luồng ion xáo động di
chuyển qua lại bên trong đám mây tạo ra sét. Đây là loại sét thƣờng gặp nhất.
1.4.4 Sét khô
Đây là loại sét đƣợc tạo thành mà không
cần có độ ẩm. Nó thƣờng hình thành trong
các trận cháy rừng dữ dội ( Hình 1.7).
Hay các cột tro núi lửa bốc lên rất cao

và bắt đầu hình thành sét nhƣ các đám mây
tích điện thƣờng làm. Khi mà tầng trên lạnh
và dƣới mặt đất nóng một sự đối lƣu sẽ diễn
ra mang theo cả các ion dƣơng từ dƣới mặt
đất thứ sẽ hấp dẫn các ion âm tập trung lại và
di chuyển xuống đất theo làn khói dẫn điện.
Chính vì thế lửa có thể tạo ra sét và sét sẽ tạo
ra thêm lửa.

Hình 1.7: Sét khô

1.4.5 Sét tên lửa
Một sự phóng điện từ đám mây với nhau nó thƣờng di chuyển theo chiều ngang
mà sự di chuyển này có thể trông thấy đƣợc bằng mắt thƣờng, xuất hiện thƣờng xuyên.
1.4.6 Sét tự hình thành

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 13

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

Đây là loại sét hiếm thấy nó có thể sẽ không giống với bất cứ lý thuyết nào hiện
có. Là một loại sét xuất hiện ngay cả khi bầu trời hoàn toàn quang đãng hay chỉ có vài
đám mây nhỏ. Nó còn đƣợc biết với tên "Sét từ bầu trời xanh" vì tính chất của nó.

Không giống nhƣ các loại sét bình thƣờng khác nó đƣợc hình thành từ các ion dƣơng
và xuất hiện từ vùng đỉnh của tầng đối lƣu hơn là ở các nơi khác gần mặt đất trong
đám mây. Nó sẽ đi ngang qua bầu trời nhiều dặm trƣớc khi tìm thấy và đi vào đám
mây tích điện âm bên dƣới hay tiếp tục đánh xuống đất nơi có điện tích âm tăng vọt
một cách bất thƣờng, tỉ lệ xuất hiện loại sét này chỉ khoảng 5%. Vì quảng đƣờng mà
nó di chuyển cực xa vì thế điện áp của nó cao hơn 6-10 lần cũng nhƣ di chuyển xa và
lâu hơn 10 lần các tia sét thông thƣờng.
Vì đặc tính cũng nhƣ sức mạnh của chúng và rất khó có thể cảnh báo sự xuất hiện
của loại sét này mà nó càng trở nên nguy hiểm hơn. Cho đến thời điểm hiện tại không
một máy bay nào có thể còn tồn tại đƣợc sau khi bị nó đánh trúng. Sự tồn tại cũng nhƣ
độ nguy hiểm của loại sét này vẫn không đƣợc biết đến cho đến năm 1999 sau khi một
chiếc tàu lƣợn bị đánh trúng và bị phá hủy hoàn toàn đã đƣợc xác định là do loại sét
này gây ra. Loại sét này cũng bị tình nghi cho việc chiếc Boeing 707 Pan Am Flight

214 bị nổ tung và rơi xuống thành từng mảnh khi đang bay năm 1963. Vì liên tục bị
sét đánh mà các máy bay trong không phận Hoa Kỳ đòi hỏi phải có cây thu lôi để giảm
tác hại của sét, nhƣng có vẻ vẫn không đủ để chống lại loại sét này. Sét tự hình thành
có thể là nguồn gốc của các loại sét thƣợng tầng khí quyển. Nó thƣờng xuất hiện trong
các cơn bão tuyết, bão tuyết điện hay khoảng kết thúc của một cơn dông.
1.4.7 Sét hòn
Các tài liệu khoa học về sét hòn rất hiếm vì
chúng thƣờng xuất hiện bất ngờ và hiếm. Sét hòn
là một trong những hiện tƣợng vật lý chƣa có lời
giải thích thoả đáng (Hình 1.8). Nhiều ngƣời gắn
chúng với ma quỷ hay vật thể bay không xác định
(UFO).
Một số nhà khoa học khó tính xem chúng là
kết quả của ảo giác hay những sai lệch trong hoạt
động của các giác quan con ngƣời.Trên thực tế,

GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 14

Hình 1.8 Bức tranh thế kỉ XX
miêu tả hiện tượng sét hòn

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

sét hòn là một hiện tƣợng tự nhiên đã đƣợc quan sát và miêu tả tỉ mỉ từ thời Hy Lạp cổ
Theo ý kiến của McNally (đƣa ra vào thập niên 1960), khoảng 5% dân số trên trái đất
đã tận mắt nhìn thấy sét hòn. Trong một lá thƣ gửi Nhật báo Bƣu điện London, Moris
(1936) đã mô tả trƣờng hợp sét hòn làm sôi cả một két nƣớc. Phần lớn các quan sát
đƣợc thực hiện khi có sấm sét. Đa phần những sét hòn đó xuất hiện hầu nhƣ đồng thời
với một tia sét đánh từ mây xuống đất. Chúng xuất hiện cách mặt đất vài mét. Còn khi
xuất hiện lúc không có sét đánh, chúng bay thấp hơn nữa. Ngƣời ta cũng quan sát đƣợc
những sét hòn bay cao trên không và những sét hòn từ một đám mây bay xuống mặt
đất. Chúng thƣờng có dạng hình cầu nhƣng cũng có hình dạng khác. Đƣờng kính quả
cầu thay đổi từ 0,01-1 m, trong đó thƣờng gặp là đƣờng kính 0,1-0,2 m. Sét hòn có
nhiều màu khác nhau, thông thƣờng là màu đỏ, da cam và màu vàng. Chúng không
nhất thiết phải toả sáng rực rỡ nhƣng có thể nhìn thấy rất rõ dƣới ánh sáng ban ngày.
Chúng thƣờng giữ nguyên độ sáng và kích thƣớc trong suốt thời gian xuất hiện, tuy
không hiếm trƣờng hợp có sự thay đổi. Sét hòn thƣờng chuyển động theo phƣơng nằm
ngang với vận tốc vài mét một giây. Chúng có thể đứng yên trong không trung hoặc
từ trên mây sà xuống mặt đất. Chúng ít khi bay lên nhƣ trƣờng hợp các quả khí cầu

nóng chuyển động trong không khí. Nhiều báo cáo mô tả chúng tự xoay khi đang
chuyển động. Thỉnh thoảng chúng chồm lên các đồ vật cứng hay trên mặt đất. “Hành
vi” của sét hòn là điều gây chú ý nhất đối với các nhà khoa học. Không giống các loại
sét thông thƣờng và các hiện tƣợng điện khác, nó không “chú ý” tới dây dẫn, vật kim
loại và nƣớc hơn các vật dụng kém hay không dẫn điện. Thay vào đó là một hành vi
giống nhƣ đƣợc điều khiển bởi sự tò mò và trí thông minh cỡ loài vật bay vòng quanh
và bay theo ngƣời, “khám phá” các căn phòng và treo giữa khoảng không gần các đồ
vật nhƣ để “nhìn” cho rõ hơn. Sét hòn thƣờng bám vào các đồ vật kim loại nhƣ hàng
rào dây thép gai hay đƣờng dây điện thoại. Sau khi bám, chúng thƣờng chuyển động
dọc theo những đồ vật này.
Sét hòn thƣờng có thời gian tồn tại không quá 5 giây. Một số ít trƣờng hợp tồn tại
quá một phút.
Ít ngƣời khi quan sát cảm thấy sức nóng của nhiệt. Tuy nhiên, nhiều sét hòn làm
cháy đồ vật hay làm nóng chảy kim loại. Báo cáo của McNally năm 1966 mô tả một
sét hòn chạm vào bình nƣớc cùng với tiếng xèo xèo nhƣ khi nhúng một miếng kim loại
nung đỏ vào nƣớc. Đôi khi, chúng phát ra âm thanh nhƣ một tiếng huýt còi. Nhiều
GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 15

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam


Luận văn tốt nghiệp

Đề tài : “Sét- cách chinh phục và tiềm năng ứng dụng”

ngƣời ngửi thấy mùi khác lạ, rất gắt và tƣơng phản giống nhƣ mùi ozone, sulphur cháy
hay oxit nitric.

 Đột nhập như “thần”
Sét hòn thƣờng vào nhà qua màn che hay ống khói. Đôi khi chúng đột nhập qua
cửa kính mà không làm vỡ kính. Cũng đã thấy trƣờng hợp sét hòn xuất hiện chính
trong các toà nhà, có trƣờng hợp từ máy điện thoại. Sét hòn cũng có thể xuất hiện và
tồn tại trong một cấu trúc toàn kim loại, ví dụ trong khoang máy bay nhƣ một báo cáo
của Uman năm 1968. Sét hòn phân rã theo một trong hai cách là im lặng hay kèm theo
một tiếng nổ. Phân rã gây nổ xảy ra rất nhanh và kèm theo một tiếng nổ lớn. Phân rã
im lặng có thể xảy ra nhanh hay chậm. Sau khi phân rã, thỉnh thoảng sét hòn để lại một
chút sƣơng mù hay chất bã. Hiếm khi quan sát thấy một sét hòn phân rã thành hai hay
nhiều sét hòn nhỏ hơn.
“Trong cơn dông, tôi nhìn thấy một quả cầu lớn màu đỏ từ trên trời bay xuống.
Nó xô vào nhà tôi, cắt đứt dây điện thoại, làm cháy khung cửa sổ rồi rơi xuống két
nƣớc ngay bên dƣới. Vài phút sau, nƣớc bắt đầu sôi và khi nƣớc nguội đi, tôi tìm mãi
mà không thấy gì trong két cả”.
Năm 1928, Reverend John Henry Lehn đang ở phòng tắm tại căn nhà ở Jim
Thorpe, Pennsylvania (Mỹ) giữa một cơn giông có sét thì nhìn thấy một quả cầu lửa
màu vàng to bằng quả nho ngay bên ngoài rèm cửa sổ. Nó im lặng xuyên qua tấm rèm
mà không làm rách hay hỏng rèm rồi lƣợn tròn quanh bàn chân Reverend. Sau đó nó
bỏ cuộc bay vào một chậu dùng đựng nƣớc và làm nóng chảy sợi dây thép trên cái nút
ngắt nƣớc. Rất kỳ lạ là vài tuần sau, Reverend gặp trƣờng hợp tƣơng tự nhƣng lần này
hành trình của sét kết thúc ở bồn tắm cũng với việc làm nóng chảy cái nút ngắt!
Điều thú vị là mặc dù có khả năng gây ra chấn thƣơng và cái chết nhƣ dƣờng nhƣ
sét hòn rất gƣợng nhẹ trong cách đối xử với con ngƣời. Trong một trƣờng hợp sét hòn
bay chậm chạp qua cái sân hƣớng tới một cái bàn, nơi hai đứa trẻ đang chơi đùa. Một
chú bé đá vào quả cầu và nó phát nổ. Kết quả là 11 con bò trong chuồng bị chết còn
các chú bé vẫn vô sự. Ở trƣờng hợp khác, sét hòn bay quanh một bé gái rồi chạm vào
chú mèo con đang ngồi trong lòng bé. Chú mèo chết tức thì trong khi em bé bình an vô
sự. Rất nhiều súc vật bị sét hòn giết chết, trong lúc rất ít khi con ngƣời chịu thảm cảnh
đó.

 Các lý thuyết về sét hòn
GVHD : ThS Hoàng Xuân Dinh

Trang 16

SVTH: Nguyễn Văn Hoàng Nam