雷电是地球上最常见的一种自然现象 。整个地球表面平均每秒钟有100多次闪电 。闪电的中心温度可以高达17000~25000℃,并在1‰到1/10秒之内释放出几百万至上亿焦耳的能量……一次长距离的闪电要经历50次左右的转折才落到地面上,在空中留下了一条蜿蜒曲折的轨迹 。闪电时电流的颠值可以达一万安培,给地球带来5库仑电量 。
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在雷雨天气,我们有时会—看到一些参天大树被雷电击倒,而周围的一些高塔、高楼等高层建筑却安然无恙.这是什么原因呢?
这些参天大树由于受到带大量电荷的云层的感应,也带上大量电荷,积累的电荷过多时,树就被击倒 。在同样倩况下,高层建筑安然无恙,这恐怕要归功于避雷针了 。
【雷雨天气,为什么有些高层建筑被击倒? 避雷针的工作原理】
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在许多高塔上都有于个金属做的、状如绣花针、针头向上直立的东西,这就是避雷针 。那么,这状如绣花针、貌不惊人的东西为什么会有这么大的作用,能“避雷”呢?
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其实,避雷针应叫“引雷针”才合适.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 。
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我们聪明的祖先远在西方之前就发明了避雷装置,并在实践中应用 。据《后汉书》记载,一次当时的重要宫殿未央宫和柏梁台遭雷电袭击发生火灾不久,就有一位名叫“勇之”的方士向汉武帝建议,在宫殿的屋脊上安装“鸱鱼”来防止灾难 。
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此后两千年来,我国古建筑的屋脊上大多安装了这一类金属瓦饰,有的是龙、有的是飞鱼和雄鸡 。尽管没有引导线与地面连接,但大雨淋湿的屋檐和墙壁,自然起到了接地的作用 。由于这类瓦饰高于建筑物之上,即使是猛烈的落地雷,也通常只是击毁了瓦饰而保全了建筑物主体 。
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