避雷针的发明与发展
文章出处：作者：河南卓美创业科技有限公司-河南卓美防雷公司-防雷接地-防雷工程-重庆避雷针-避雷器-防雷检测-避雷带-避雷针-避雷塔、机房防雷、古建筑防雷等-山西防雷公司发表时间：2023-10-26 09:29:30
| 历史土关于避雷针避雷针的发明，有一段广为人知的故事。1752 年，46 岁的美国科学家富兰克林用绸子做了一个风筝，并在一个风雨交加的天气里用麻线把风筝放上天空，麻线下端系了一把金属钥匙，当雨水把麻线浇湿以后就变成了导电体。这时，他把手靠近钥匙，突然看到电火花在钥匙和手指之间跳过，同时，手指感到一阵刺痛这个实验证明了天空中打雷实际上就是一种大规模的放电现象。由此，使富兰克林想到，如果在高大的建筑物上装一根金属导线，导线下端接地根据尖端放电的原理，就可避免建筑物遭到雷击的危险。这就导致了避雷针的发明。 由于避雷针的发明，人类生活的世界就多了几分安全。关于避雷针的发明，似乎是一个偶然事件，一个巧合提醒了一位伟人突发奇想，导致了发明和创造。如同传说中，由于一个苹果落到了在树下乘凉的牛顿头上，导致了万有引力的发现，其实都是寓于必然中的偶然而已。因为这些大科学家和大发明家们早已具备了踏实的理论功底，他们的发现和发明，不过是对其所学理论的灵活运用的具体结晶。根据电磁理论，若设放电电场为 E，用 R代表放电体的电荷面密度，用R 代表放电体的曲率半径则有 Eee?，而，可见，在放电体携带等量总电量Q的情况下，越尖的导体，应当有更高的避雷效果。因此，避雷针应做成圆锥形状。但有趣的是，对电学一窍不通的英国国王乔治三世，可能出于民族尊严，强制英国的避雷针统统装了一个金属小圆头，并延续使用到今。究竟是尖头还是圆头避雷效果好呢? 近代美国物理学家查理摩尔，经过许多年的观察，发现圆球状顶端的避雷针其避雷效果要比尖头的高一倍。为了验证避雷效果，摩尔在自已住所附近按装了好几根避雷针，有尖头的，也有圆头的.他发现圆头避雷针经常有雷电通过，相反，尖头的避雷针却没有雷电通过。因此摩尔认为，圆头避雷针比尖头避雷针更易截获雷电。看来圆头避雷针的避雷效果要更好些，而且得到了实验的验证。这就似乎明显地与电磁学上的尖端放电理论产生了矛盾。而电磁学尖端放电不仅有理论基础更有实验证实是完全对的。那么，上述出现的矛盾应如何解释呢?其实，根据电磁理论并不难解释由于电场，所以在圆锥的尖端，可能形成极强的局部电场，导致尖端周围产生很强的一层电离“外壳”，成为屏蔽层，把云中携带的电荷“推开”，其结果是使雷电落在周围的其他物体上。由于避雷针在引雷过程中，在导体中必然产生强大的瞬间电流，因此，仍会对室内的许多设备、精密仪器或通讯信号等造成破坏。 我国防雷科技工作者在我国古塔自身半导体消雷效果的启发下改进了富兰克林引雷入地的传统理论。他们根据限流理论研制成功形似半球形辐射状的避雷器将雷电消除在周围空间里。这一国际领先的技术被誉为“中国式的消雷器”。实际上，这种消雷器是尖端放电理论与英国圆头式避雷器的巧妙结合，它兼有两种避雷器的优点，而避过了各自的缺点。圆锥形尖端放电避雷针与圆头式避雷器相比，前者在总电量Q 较小的情况下，就能达到放电的临界电场，即这种避雷器在引雷过程中产生较小的瞬间电流，可以有效避免对室内设备的损坏。圆头式避雷器能有效地消除尖端避雷针周围的电离层外壳，提高避雷效果。 自然界是千变万化的，任何理论和原理都不可能是孤立的和绝对的。当然，人们对雷电的认识还很不全面，对于避雷针的研究，已经引起了各国科学家的高度重视。随着科学理论和技术的发展，避雷技术必然会得到不断的创新与完善。
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