避雷针

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避雷针(英语:Lightning Conductor),或称引雷针、镦针,可以称为避雷导线,也可以称富兰克林针(命名自发明者本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)的姓名)。是一种用于牵制闪电的电击到地面的设备,它是一种能截引闪电,将闪电的电流导入地下装置,并能在一定的面积范围内保护地面建筑物或电力设备,使受电击物备免受雷电破坏的金属物装置。常用的制造材料为铜。

雷电从避雷针上方突出的部分被导入

避雷针原理

避雷针的原理是利用尖端放电现象,让地球大气层中雷云中的电荷及时地释放,通过避雷针进入地球地面,将电荷减低及中和,避免其过分的积累而引发巨大的雷电击中事故,并保护被雷电击中的建筑物或设备。同时,在雷电发生时,避雷针还能吸引雷电的放电通道,让雷电电流从避雷针流入地球的土地里,避免巨大的电流对建筑、设备、树木造成破坏或者伤害偶然在地面之上走动的人或动物。

避雷针是广泛地使用于全世界的建筑物避雷系统中,并且效果良好,因为它们大大地减少了与闪电相关的火灾和建筑物结构损坏。

早期美国科学家认为避雷针向天的一端应该是一个尖端形状,而英国科学家则认为向天的顶端应是一个球体形状的效果比较好。事实上,实际试验证明最佳的避雷针是棒状,顶端略钝。为发挥避雷针的作用,避雷针应安装在建筑物的最高点,以低电阻的电缆接地到地下的土地或水。

简介
避雷针保护的区域为锥形,其地面范围的半径约为避雷针到地面的距离。避雷针不能完全避免被保护的建筑或电力设备被雷电击中,只能降低被击中的几率。同时因为大地电阻的存在,避雷针被雷电击中时会抬高其附近地面的电势,所以,在雷雨天气时不能靠近避雷针,避免发生触电事故。

避雷针历史

中国
唐代《炙毂子》一书在记载了这样一件事:汉朝时柏梁殿遭到火灾,一位巫师建议,将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上,就可以防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾开头的瓦饰,实际上兼作避雷之用,可认为是现代避雷针的雏形。而早在这铜瓦以前,中国已经有了避雷针,一般以龙头为装饰,龙嘴里有避雷针头。

法国旅行家卡勃里欧别·戴马甘兰1688年所著的《中国新事》一书中记有:中国屋脊头尾两端,都有一个仰起的龙头,龙口吐出曲折的金属舌头,伸向天空,舌根连结一根细小的铁丝,直通地下。这种奇妙的装置,在发生雷电的时刻就能发挥避雷作用,避免雷电击毁建筑物;若雷电击中了屋宇,电流就会从龙舌沿铁线行至地底下,避免了雷电击毁建筑物。这说明,中国古代建筑上的避雷装置,在大批量和结构上已和现代避雷针基本相似。

斯里兰卡
某些最古老的避雷导线也可以在斯里兰卡找到,好像追溯到一千年前的阿努拉德普勒王国的地方可发现由铜制成金属物安装在每个建筑物的高处点。

美国
现代避雷针是美国科学家本杰明·富兰克林于1752年7月的一个雷雨天中所发明的。当时他是用了一个捕捉雷电的风筝实验作试验。此风筝实验证实了他的推测理论,并发明了避雷针。[1]

其它使用方式

在船舶上使用
英国人哈利士(William Snow Harris ,1-4-1791 – 22-1-1867)于1820年发明了在木帆船使用的避雷针装置。

在飞机上的使用
飞机外壳为金属,因此即使被雷击中,并不会对机上乘员造成伤害,飞机的机翼也会装有放电棒以将电能释放回大气之中。但由于鼻锥内装有雷达,故鼻锥外壳不能使用金属材质,为保护雷达,机鼻外壳嵌有几条金属线,雷击时金属线会吸收电流导到金属的机身,降低雷达受损的几率。

高中物理知识点总结

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