你知道吗?那个高高竖立在建筑物顶端,看起来像一根长长金属棒的东西,其实是个“引雷高手”呢!它有个特别的名字——避雷针,也有人爱叫它“引雷针”。别看它其貌不扬,作用可大了去了。今天,就让我带你来揭秘这个神奇的引雷针吧!
说起避雷针的历史,那可真是源远流长。早在唐代,就有记载说,汉朝时柏梁殿遭到火灾,一位巫师建议,在屋顶放置一块鱼尾形状的铜瓦,就能防止雷电引起的火灾。而到了1688年,法国旅行家卡勃里欧别·戴马甘兰在其著作中提到,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。这些都可以看作是避雷针的雏形。
而现代避雷针的发明,则要归功于美国科学家富兰克林。1752年7月的一个雷雨天,富兰克林冒着被雷击的危险,放飞了一个系着长长金属导线的风筝,成功捕捉到了电流。他由此推测,如果在高物上安置一种尖端装置,就能把雷电引入地下。于是,避雷针就这样诞生了。
那么,这个引雷针到底是怎么工作的呢?其实,它的原理很简单,就是利用了静电感应和尖端放电的原理。
当雷雨天气来临时,高楼的上空会产生带电的云层。这时,避雷针和高楼顶部都会感应到大量的电荷。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。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,所以避雷针就可以把云层上的电荷导入大地,解除雷电对高层建筑的危险,保证了它的安全。
那么,避雷针能保护你的家吗?答案是肯定的。避雷针的主要作用就是将雷电引到自己身上,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。
当然,避雷针并不能完全避免被保护的建筑或电力设备被雷电击中,但可以大大降低被击中的频率。同时,因为大地电阻的存在,避雷针被雷电击中时会抬高其附近地面的电势,所以,在雷雨天气时不能靠近避雷针,避免发生触电事故。
随着科技的不断发展,避雷针也在不断进化。现在的避雷针已经不再局限于传统的金属棒形状,而是出现了各种新型材料、新型结构。比如,有些避雷针采用复合材料,具有更好的耐腐蚀性、耐候性;有些避雷针采用智能技术,能够实时监测雷暴天气,提前预警。
未来,避雷针的发展方向可能会更加多样化,更加智能化。比如,结合物联网技术,实现避雷针的远程监控、远程控制;结合大数据分析,预测雷暴天气,提前做好防雷准备。
避雷针这个“引雷高手”已经陪伴我们走过了漫长的岁月,为我们的安全保驾护航。相信在未来的日子里,它还会继续发挥重要作用,为我们的生活带来更多安全保障。