避雷針的工作原理和作用
避雷針的工作原理
避雷針的整個工作過程為——吸引雷電,然後將雷電傳導到大地上,使大地將雷電吸收。
要完成這一過程,需要三樣東西——接閃器、引下線、接地體。
所以,避雷針是將一定範圍內的雷電,都吸引到自身上,之後再導入地下,防患於未然。避雷針的保護範圍,與自身的高度、大小有關。
我們日常所說的避雷針,是接閃器的一種,除了避雷針以外,還有避雷線、避雷帶、避雷網等。接閃器的作用,就是吸引雷電。
避雷針在工作時,是通過引下線和接地體,與大地進行連接,使避雷針上的電位與大地相同(大地電位極低)。由於避雷針的高度較高,自身電位又低。而電位極高的雷電自然被避雷針吸引,避雷針吸引雷電後,頂端電位升高,電流開始向大地流動。
由於雷電產生的電流較大,在避雷針上就會產生較強電磁場,並使得避雷針與雷電形成通路,雷電就這樣源源不斷的被導入大地。
避雷針的作用
裝置避雷針是避免雷擊的有效方法。在房屋最高處豎一金屬棒,棒下端連一條足夠粗的銅線,銅線下端連一塊金屬板埋入地下深處潮濕處。金屬棒的上端須是一個尖頭或分叉為幾個尖頭。有了這樣的裝置,當空中有帶電的雲時。避雷針的尖端因靜電感應就集中了異種電荷,發生尖端放電,與雲內的電相中和,避免發生激烈的雷電、這就是避雷針能避雷的一方麵。但這種作用頗慢,如果雲中積電很快,或一塊帶有大量電荷的雲突然飛來,有時來不及按上述方式中和,於是有強烈的放電,加雷電仍會發生。但這時由於避雷針高過周圍物體,它的尖端又集中了與雲中電異號的電荷,如果雷電是在雲和地麵物之間發生,放電電流主要通過避雷針流入大地,因此,不會打在房屋或附近人的身上,隻會打在避雷針上了。
由此可見,避雷針的尖端放電作用會減少地麵物與雲之間打雷的可能性;到了不可避免時,它自己就負擔了雷的打擊,房屋與人得到了安全。
由於避雷針的構造和作用,我們要特別注意保持避雷針的良好導電性。一旦有一處聯接不好,或斷了,斷口以上的一段就成為一個隔離的導電係統。當雲中有電荷時,這隔出的部分上部感應出與雲中電異號的電荷,而下部感應出與雲中電同號的電荷,如果上部和雲中電起放電作用時,強大的放電電流隻能通過建築物放出大量熱量,於是引起雷擊。這樣不但不能避雷,反而還招來雷禍。
為防意外,高大建築物最好豎起幾條避雷針。另外,每一又避雷針隻能保護一定的建築麵積。對於較大的建築物也需要豎起幾條避雷針。
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