避雷针,望文生义,是一种可以避免雷电攻击的装置。避雷针,也属于新时代的发明,就像中国的四大发明一样,都在为社会进步做出贡献,同时也为人类造福。避雷针的发明者也冒着生命危险为社会做出贡献。避雷针和电是天敌。科学家在研究它时也表现出无私的奉献。那么,今天的奥秘就是揭开避雷针的秘密,比如谁发明了避雷针,或者避雷针的工作原理是什么,效果如何。
谁发明了避雷针?
美国科学家富兰克林发明了现代避雷针。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,将一只系着长金属线的风筝放入雷雨云中,并在金属线的末端系上了一串银钥匙。当雷电发生时,富兰克林的手靠近钥匙,钥匙上爆发了一串电火花。手上也有麻木感。幸运的是,这次传来的闪电相对较弱,富兰克林没有受伤。注:这个测试很危险,不要擅自尝试。1753年,俄罗斯著名电学家利赫曼被雷电击死,以验证富兰克林的实验。这是雷电实验的第一个受害者。
在成功地进行了风筝捕捉雷电的实验后,富兰克林从两者的类比中推测,由于人工产生的电能被尖端吸收,闪电也可以被尖端吸收。因此,他设计了风筝实验,风筝实验的成功反过来又证实了他的猜测。因此,他设想,如果能在高物上放置一个尖端装置,就有可能将雷电引入地下。富兰克林将这种避雷装置:将一根几米长的细铁棒固定在高层建筑的顶部,用绝缘体将铁棒与建筑物隔开。然后用导线连接到铁棒的底部。将导线引入地下。富兰克林称这种避雷装置为避雷针。试用后,确实可以起到避雷的作用。避雷针的发明是早期电学研究中第一个具有重大应用价值的技术成果。避雷针的发明和出现,使人们的房屋和建筑都得到了专属天使的保护,不再害怕雷电。避雷针也是一个从出生到成长的过程,那么避雷针的发展轨迹是什么呢?
1、北美传播
避雷针在最初的发明和推广应用中,教会认为它是一个不祥的东西,说富兰克林,不仅不能避雷,而且会引起上帝的愤怒和雷击,然而,在费城和其他地方,一些拒绝放置避雷针的高大教堂在雷雨中。由于安装了避雷针,比教堂高的建筑在大雷雨中安然无恙。由于避雷针已经在费城等地展现出神威,它立即传播到北美,然后传播到欧洲,然后进入亚洲。
2、传入法国
避雷针传入法国后,皇家科学院院长诺雷等人开始反对使用避雷针,后来认为圆头避雷针比富兰克林的尖头避雷针好。但法国人仍然选择富兰克林的尖头避雷针。据说当时的法国人认为富兰克林是苏格拉底的化身。富兰克林成了人们崇拜的偶像。他的肖像被珍藏在枕头下,1778年巴黎最现代的帽子是模仿避雷针风格的尖顶帽。
3、传入英国
富兰克林的尖头避雷针在避雷针传入英国后得到了广泛的应用。但是在美国独立战争爆发之后,富兰克林的尖头避雷针似乎成了美国即将在英国人眼中诞生的象征。据说,当时英国国王乔治二世出于反对美国革命的愤怒,下令用圆头取代英国后来建筑物上所有避雷针的尖端,以表明它们与作为美国象征的尖端避雷针不相上下。这在避雷针应用史上确实是一件有趣的事情。
避雷针的工作原理
在雷雨天气,当带电云出现在高层建筑的上空时,迅雷针和高层建筑的顶部感应到大量的电荷。由于避雷针是尖的,当静电感应时,导体的尖端总是聚集最多的电荷。这样,避雷针就聚集了大部分电荷。避雷针和这些带电云形成了一个电容器,因为它很尖,即电容器的两极板面积很小,电容器很小,也就是说,它可以容纳很少的电荷。而且它又聚集了大部分电荷,@ 当云上有更多的电荷时,避雷针和云之间的空气很容易被击穿,成为导体。这样,带电云与避雷针形成通路,避雷针接地。避雷针能将云层上的电荷引导到地球上,使其不会对高层建筑构成危险,保证其安全。避雷针的工作原理是这样的。在如此复杂和高标准的要求下,它会发挥什么作用?
避雷针的作用
避雷针是避免雷击的有效方法。在房子的最高处竖立一根金属棒,在棒的下端连接一根足够厚的铜线,在铜线的下端连接一块金属板,埋在地下深处潮湿的地方。金属棒的上端必须是尖头或分叉成几个尖头。有了这样的装置,当空中有带电的云时。由于静电感应,避雷针的尖端集中了不同的电荷,导致尖端放电,与云中的电相中和,以避免剧烈的雷电,这是避雷针可以避雷的一个方面。然而,这种效果相当缓慢。云中积电很快,或者一个电荷很大的云突然飞来。有时按照上述方法中和为时已晚。如果有强烈的放电,雷电仍然会发生。然而,在这个时候,由于避雷针高于周围物体,其尖端集中了与云中电异号的电荷。雷电发生在云和地面之间。放电电流主要通过避雷针流入地面。因此,它不会击中房屋或附近的人,而只会击中避雷针。
由此可见,避雷针的尖端放电会降低地面物与云之间打雷的可能性;在不可避免的情况下,它承受着雷击,房子和人都是安全的。由于避雷针的结构和作用,应特别注意保持避雷针良好的导电性。一旦连接不良或断裂,断口上方的部分将成为隔离导电系统。当云中有电荷时,分离部分的上部感应与云中电异号的电荷,而下部感应与云中电同号的电荷。当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释放大量热量,引起雷击。这样不但不能避雷,反而会造成雷祸。为了防止事故发生,高层建筑最好竖起几根避雷针。此外,每个避雷针只能保护一定的建筑面积。对于较大的建筑物,还需要竖起几根避雷针。
奥秘世界独家观点:避雷针,可能不同于其他发明,不那么平易近人,也不那么善良,在生活中很少看到,但它是强者,如果没有它,也许现在的建筑不会那么发达;没有它,人们的生活就没有保障。在享受前人留下的福利的同时,也要积极发扬努力学习的精神,使现代社会的科研团队越来越发达。当然,这也要求我们对科学有坚持不懈的热情。
谁发明了避雷针?避雷针的工作原理是什么?