雷电与避雷

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雷电与避雷

2023-02-07 01:13:33| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、雷电的产生

雷电多发于阴雨天气。人们通常把发生闪电的云称为雷雨云。其实有几种云都与闪电有关,如层积云、雨层云、积云、积雨云。最重要的则是积雨云,一般专业书中讲的雷雨云就是指积雨云。

在复杂的天气条件下,导致大气层中的正负电荷分别在云的不同部位积聚,当电荷积聚到一定程度,就会在云与云之间或云与地之间发生放电,也就是人们平常所说的闪电或雷。

二、雷电的危害

雷电以其巨大的破坏力给人类社会带来了惨重的灾难,尤其是近几年来,雷电灾害频繁发生,对国民经济造成的危害日趋严重。不仅表现在摧毁建筑,引起森林大火,造成人身伤亡,更重要的是引起微电子设备的失控或损坏,造成更严重的经济损失。正是因为雷电这种自然灾害会给人类带来巨大的损失,自古至今人们都在想方设法控制雷电带来的灾害。

三、避雷针的发明

世界上最早的避雷针。唐代《炙毂子》一书记载了这样一件事: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t;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。这种奇妙的装置,在发生雷电的时刻就大显神通,若雷电击中了屋宇,电流就会从龙舌沿线行至地底,避免雷电击毁建筑物。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。

现代避雷针。现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。富兰克林认为闪电是一种放电现象。为了证明这一点,他在1752年7月的一个雷雨天,冒着被雷击的危险,将一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中,在金属线末端拴了一串银钥匙。当雷电发生时,富兰克林手接近钥匙,钥匙上迸出一串电火花。手上还有麻木感。幸亏这次传下来的闪电比较弱,富兰克林没有受伤。

在成功地进行了捕捉雷电的风筝实验之后,富兰克林在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时,他就从两者的类比中作出过这样的推测:既然人工产生的电能被尖端吸收,那么闪电也能被尖端吸收。他由此设计了风筝实验,而风筝实验的成功反过来又证实了他的推测。他由此设想,若能在高物上安置一种尖端装置,就有可能把雷电引入地下。富兰克把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端,在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开,然后用一根导线与铁棒底端连接,再将导线引入地下。富兰克林把这种避雷装置称为避雷针。经过试用,果然能起避雷的作用。避雷针的发明是早期电学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果。



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