故事大全,避雷针的工作原理是什么

时间:2019-10-20 15:17来源:精品佳作
摘要 : 富兰克林的故事:富兰克林发明避雷针的故事1752年6月的一天,美国费城郊区,乌云密布,电闪雷鸣,在一块宽阔的草地上,有一老一少两个人正兴致勃勃地在那里放风筝。突然

摘要: 富兰克林的故事:富兰克林发明避雷针的故事 1752年6月的一天,美国费城郊区,乌云密布,电闪雷鸣,在一块宽阔的草地上,有一老一少两个人正兴致勃勃地在那里放风筝。突然,一道闪电劈开云层,在天空划了一个“之 ...

3、传入英国

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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。

富兰克林的故事:富兰克林发明避雷针的故事 1752年6月的一天,美国费城郊区,乌云密布,电闪雷鸣,在一块宽阔的草地上,有一老一少两个人正兴致勃勃地在那里放风筝。突然,一道闪电劈开云层,在天空划了一个“之”字,接着一声雷响,雨点就倾泻下来了。 只见老者大声喊道:“威廉,站到那边的草房里去,拉紧风筝线。”这时,闪电一道亮过一道,雷鸣一声高过一声。突然威廉大叫:“爸爸,快看!”老者顺着儿子指的方向一看,只见那拉紧的麻绳,本来是光溜溜的,突然怒发冲冠,那些细纤维一根一根都直竖起来了。他高兴地喊道:“天电引来了!”他一边嘱咐儿子小心,一边用手慢慢接近接在麻绳上的那把铜钥匙。突然他象被谁推了一把似地,跌到在地上,浑身发麻。他顾不得疼痛,一骨碌从地上爬起来,将带来的莱顿瓶接在铜钥匙上。这莱顿瓶里果然有了电,而且还放出了电火花,原来天电和地电是一个样子!他和儿子如获至宝似地将莱顿瓶抱回了家。 这捕获天电的人就是富兰克林和他的儿子威廉。富兰克林不仅是一位伟大的科学家,还是一位杰出的政治家和外交家,他是《独立宣言》的发起人之一,是美国第一任驻外大使。 风筝实验之后,富兰克林写了一篇《论闪电和电气的相同》的论文,阐述了雷电的本质,还提出了制造避雷针的设想,使建筑物免遭雷击。然而,当他的论文在英国皇家学会上宣读的时候,有人却报之以轻蔑和嘲讽。但是,科学终究会战胜愚昧和无知,1756年英国皇家学会授予富兰克林皇家学会正式会员的称号。 富兰克林发明的避雷针,一下子风靡一时,传到英国、法国、德国、传遍欧洲和美洲。但是传到英国却发生一段离奇的故事。 1727年,英国成立了讨论火药仓库免遭雷击对策委员会,富兰克林被任命为委员。但是对避雷针的顶端的形状是尖的还是圆形的好,人们发生了争执。有人想当然地认为圆头的好,但是富兰克林力排众议,坚持用尖头避雷针,最后终于被采纳了,于是,所有的避雷针都做成了尖头避雷针。然而四年之后,美国独立战争爆发,13洲联合起来反对英国殖民主义,富兰克林当然首当其冲。这事惹恼了英国国王乔治三世。由于英国跟美国远隔重洋,英国国王鞭长莫及,一气之下,传令将宫殿和弹药仓库上的所有尖头避雷针全砸掉,一律换成圆头的,并召见皇家学会会长约翰.普林格尔,要他宣布圆头避雷针比尖头避雷针更安全。普林格尔一听惊讶万分,正直的科学良心使他义正辞严地拒绝了国王的要求:"陛下,许多事情都可以按您的愿望去办,但不能做违背自然规律的事呀!"普林格尔虽然被撤职了,但避雷针始终还是尖头的。 那么,为什么尖头避雷针更好呢?这得从导体的形状与其表面电荷分布的关系说起。在导体表面弯曲得厉害的地方,例如在凸起的尖端处,电荷密度较大,附近的空间电场较强,原来不导电的空气被电离变成导体,从而出现尖端放电现象。夜间看到高压电线周围笼罩着一层绿色的光晕,就是一种微弱的尖端放电。雷电是一种大规模的火花放电现象。当两片带异种电荷云块接近或带电云块接近地面的时候,由于电压极高,极容易产生火花放电。放电时,电流可达2万安培,电流通过的地方温度可达30000℃。一旦这种放电在云和建筑物或其它东西之间形成,就很可能会发生雷击事件。如果在高层建筑物上安上避雷针,一旦在建筑物的上空遇上带电雷雨云,避雷针的尖端就会产生尖端放电,避免了雷雨云和建筑物之间的强烈火花放电,因而达到避雷的目的。如果把避雷针的顶端做圆形,就不会出现尖端放电,避雷的效果就远不及尖顶形避雷针了。

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。

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