避雷针的工作原理是什么(避雷针的作用和由来)

避雷针,又名引雷针、接闪杆,是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。它是真的能避雷吗?首先我们要明确雷击是加热的过程。为什么是加热后续阐述。

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一、避雷针的历史。

唐代《炙毂子》记载: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。

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:中国屋脊两头,都有一个仰起的龙头,龙口吐出曲折的金属舌头,伸向天空,舌根连结一根细的铁丝,直通地下。

1752年7月的一个雷雨天,美国科学家富兰克林用一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中,捕捉到电流。他由此设想,若能在建筑物上安置一种尖端装置,就有可能把雷电引入地下。于是避雷针就诞生了。

二、避雷针的原理。

发生雷电时,避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,所以静电感应时,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。电容器的原理后续我们会谈到。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入大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全。

三、避雷针名字的由来。

避雷针刚刚出现在中国时,人们以为它可以避免房屋遭受雷击,所以称其为避雷针。但事实上,避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击,而是引雷上身,然后通过其引下线和接地装置,将雷电流引入地下,从而起到保护建筑物的作用。正因为这个原因,也有人建议将避雷针改名为引雷针,但总的来说,还是接闪杆这个名称最为贴切。接闪杆与接闪带、接闪线、接闪网、用以接闪的金属屋面、金属构件等,统称为接闪器;接闪器和引下线、接地装置共同组成了建筑物或构筑物的外部防雷装置,用以避免或减少闪电击中建筑物(构筑物)上或其附近造成的物理损害和人身伤亡。

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