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避雷针的原理是什么(避雷针的作用有哪些)

发表时间:2022-03-28 15:24

  避雷针原理

  在雷雨天气,我们有时会—看到一些些参天大树被雷电击倒,而周围的一些高塔、高楼等高层建筑却安然无恙.这是什么原因呢?

  这些参天大树由于受到带大量电荷的云层的感应,也带上大量电荷,积累的电荷过多时,树就被击倒.

  在同样倩况下,高层建筑安然无恙恐怕要归功于避雷针了.在许多高塔上都有于个金属做的、状如绣花针、针头向上直立的东西,这就是避雷针.

避雷针.jpg

  那么,这状如绣花针、貌不惊人的东西为什么会有这么大的作用,能“避雷”呢?

  其实,避雷针应叫“引雷针”才合适.

  在雷雨天气,高楼上空出现带电云层时,迅雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷,由于避雷针针头是尖的,而静电感应时,导体尖端总是聚集了最多的电荷.这样,避雷针就聚集了大部分电荷.避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器,由于它较尖,即这个电容器的两极板正对面积很小,电容也就很小,也就是说它所能容纳的电荷很少.而它又聚集了大部分电荷,所以,当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体.这样,带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的.避雷针就可以把云层上的电荷导人大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全.

  作用

  装置避雷针是避免雷击的有效方法。在房屋最高处竖一金属棒,棒下端连一条足够粗的铜线,铜线下端连一块金属板埋入地下深处潮湿处。金属棒的上端须是一个尖头或分叉为几个尖头。有了这样的装置,当空中有带电的云时。避雷针的尖端因静电感应就集中了异种电荷,发生尖端放电,与云内的电相中和,避免发生激烈的雷电、这就是避雷针能避雷的一方面。但这种作用颇慢,如果云中积电很快,或一块带有大量电荷的云突然飞来,有时来不及按上述方式中和,于是有强烈的放电,加雷电仍会发生。但这时由于避雷针高过周围物体,它的尖端又集中了与云中电异号的电荷,如果雷电是在云和地面物之间发生,放电电流主要通过避雷针流入大地,因此,不会打在房屋或附近人的身上,只会打在避雷针上了。由此可见,避雷针的尖端放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性;到了不可避免时,它自己就负担了雷的打击,房屋与人得到了安全。

案例.jpg

  由于避雷针的构造和作用,我们要特别注意保持避雷针的良好导电性。一旦有一处联接不好,或断了,断口以上的一段就成为一个隔离的导电系统。当云中有电荷时,这隔出的部分上部感应出与云中电异号的电荷,而下部感应出与云中电同号的电荷,如果上部和云中电起放电作用时,强大的放电电流只能通过建筑物放出大量热量,于是引起雷击。这样不但不能避雷,反而还招来雷祸。为防意外,高大建筑物最好竖起几条避雷针。另外,每一又避雷针只能保护一定的建筑面积。对于较大的建筑物也需要竖起几条避雷针。


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