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避雷针是谁发明的避雷针的工作原理是什么

发布时间:2020-02-26 15:12:52 阅读: 来源:罗茨泵厂家

避雷针是谁发明的?避雷针的工作原理是什么

避雷针,望文生义,就是可以避免雷电袭击的装置。避雷针,也属于新新时代的发明,就像中国有的四大发明一样,都是在为社会的进步做贡献,同时也为人类造福。避雷针的发明者也是冒着生命危险为社会做贡献,避雷针与电是天敌,所以在研究它时,科学家表现出来的也是无私奉献。那么,今天奥秘小编就为各位看官揭开避雷针的秘密,比如说避雷针是谁发明的,再或者说避雷针的工作原理是什么,又有怎样的作用。

避雷针是谁发明的

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。注意:这个试验是很危险的,千万不要擅自尝试。1753年,俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验,不幸被雷电击死,这是做雷电实验的第一个牺牲者。

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。富兰克林把这种避雷装置: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。避雷针的发明及出现,使得人们的房子及建筑物都有了专属天使的保护,再也不怕雷电了。人也是从出生到长大,所以避雷针也是这样的一个过程,那么避雷针的发展轨迹是什么呢?

1、北美传播

而避雷针在最初发明与推广应用时,教会曾把它视为不祥之物,说是装上了富兰克林的这种东西,不但不能避雷,反而会引起上帝的震怒而遭到雷击,但是,在费城等地,拒绝安置避雷针的一些高大教堂在大雷雨中相继遭受雷击。而比教堂更高的建筑物由于已装上避雷针,在大雷雨中却安然无恙。由于避雷针已在费城等地初显神威,它立即传到北美各地,随后又传入欧洲后来才进入亚洲。

2、传入法国

避雷针传入法国后,法国皇家科学院院长诺雷等人开始反对使用避雷针,后来又认为圆头避雷针比富兰克林的尖头避雷针好。但法国人仍然选用富兰克林的尖头避雷针。据说当时的法国人把富兰克林看作是苏格拉底的化身。富兰克林成了人们崇拜的偶像。他的肖像被人们珍藏在枕头下面,而仿照避雷针式样的尖顶帽成了1778年巴黎最摩登的帽子。

3、传入英国

避雷针传入英国后,英国人也曾广泛采用了富兰克林的尖头避雷针。但美国独立战争爆发后,富兰克林的尖头避雷针在英国人眼中似乎成了将要诞生的美国的象征。据说英国当时的国王乔治二世出于反对美国革命的盛怒,曾下令把英国全部后家建筑物上的避雷针的尖头统统换成圆头,以示与作为美国象征的尖头避雷针势不两立,这真是避雷针应用史上一件有趣的事情。

避雷针的工作原理

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。避雷针的工作原理是这样的,在这样复杂而又高规格的要求下,那么它又会有怎样的作用呢?

避雷针的作用

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,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,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,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。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,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,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。

奥秘世界独家观点:避雷针,或许与其它的发明不一样,没有那么平易近人,也没有那么和善,在生活中也很少看到,但是它却是强者中的强者,如果没有它,或许现在的建筑不会那么发达;如果没有它,人们的生活也没有保障。所以我们在享受前人留下的福利的同时,也要积极发扬刻苦专研的精神,使得现代社会的科研团队越来越发达,当然也要求我们对科学有着执着的热情。

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