這些參天大樹是由帶很多電荷的雲感應出來的,它們也帶了很多電荷。當它們積累了太多的電荷時,樹就會被撞倒。
同樣的情況,恐怕避雷針要對高層建築的安全負責。在許多塔中,有壹種金屬制成的東西,看起來像繡花針,針直立著。這是避雷針。
那麽,這個看起來像繡花針,看起來不起眼的東西,為什麽會有這麽大的作用,還能“閃電”?其實避雷針應該叫避雷針。
避雷針的工作原理
避雷針的整個工作過程就是吸引雷電,然後傳輸到大地,讓大地吸收。
要完成這個過程,需要三樣東西——接閃器、引下線和接地體。
所以避雷針把壹定範圍內的雷電吸引到自己身上,然後引入地下,防患於未然。避雷針的保護範圍與其高度和大小有關。
我們每天說的避雷針就是壹種接閃器。除了避雷針,還有避雷線、避雷帶和避雷網。避雷器的作用是吸引雷電。
避雷針工作時,通過引下線和接地體與大地相連,使避雷針上的電位與大地相同(地電位極低)。由於避雷針的高度較高,其自身電位較低。電位極高的閃電自然被避雷針吸引。避雷針吸引雷電後,頂端電位上升,電流開始流向大地。
由於雷電產生的電流較大,會在避雷針上產生很強的電磁場,使避雷針和雷電形成壹條通路,雷電不斷地被引入大地。
避雷針的作用
安裝避雷針是避免雷擊的有效方法。在房屋最高處豎起壹根金屬桿,桿的下端連接壹根足夠粗的銅線,銅線的下端連接壹塊金屬板,埋在地下深處潮濕的地方。金屬棒的上端必須是壹個尖點或者分叉成幾個尖點。有了這樣的裝置,當天空中出現帶電的雲層時。避雷針尖端因靜電感應而集中不同電荷,發生尖端放電,與雲中電相和諧,避免猛烈雷擊。這是避雷針防雷的壹個方面。但是,這種效果是相當緩慢的。如果雲很快積累了電,或者突然飛來壹個帶大量電荷的雲,有時候來不及用上面的方式中和,所以有強烈的放電,閃電還是會發生。但此時由於避雷針高於周圍物體,其尖端集中了與雲中不同符號的電荷。如果雷電發生在雲層和地面物體之間,放電電流主要通過避雷針流入大地,所以不會打到房子或附近的人,只會打到避雷針。
可以看出,避雷針尖端放電會降低地物與雲層之間發生雷電的可能性;不可避免的時候,自己承受雷的打擊,房子和人都是安全的。由於避雷針的結構和功能,要特別註意保持避雷針良好的導電性。壹旦存在不良連接或斷開的連接,裂縫上方的部分就成為壹個孤立的導電系統。當雲中有電荷時,分離部分的上部感應出與雲中相同符號的電荷,下部感應出與雲中相同符號的電荷。如果上部和雲層放電,強大的放電電流只能通過建築物釋放大量熱量,從而造成雷擊。這不僅不能防雷擊,還會帶來雷電災害。
為了防止事故,高樓最好豎起幾根避雷針。另外,每個避雷針只能保護某個建築區域。對於較大的建築物,需要架設幾根避雷針。