避雷針是怎樣避雷的呢（避雷針不吸閃電）

2023-05-30 13:13:57

雷雨時節，雷鳴巨響總會讓人驚嘆大自然的神奇。現實世界中，閃電劈人，擊倒大樹等雷擊事件常有發生。聰明的人類發明了避雷針來減少高樓建築遭受雷擊。然而，事實上，避雷針無法百分之百地吸引雷電，也無法完全防止任何的雷電襲擊。這與人們所想的大相逕庭。

難道避雷針不是用來避雷的嗎？它是用來降低雷擊概率的，但是，因為雷電無法預測，避雷針無法做到完全防雷。實際上，避雷針的主要作用是通過連地的導線把空氣中的電荷導向地面，提供了一條電線接地的通道將閃電導入地面，來達到預防雷電的目的。

建築頂部的避雷針

班傑明·富蘭克林(Benjamin Franklin)首次發現閃電是由電構成，就提出了避雷針的設計。從邏輯上來看，如果將一根金屬導電棒放置在某物體的最高點，閃電就會擊中它，將電直接導入地面後，就能夠避免對物體本身的損害。然而不幸的是，事情並沒有那麼簡單。

避雷針

聽起來覺得很奇怪吧，因為金屬本身不會吸引閃電。

在9000多米的高空中，閃電並不知道接下來它會擊中什麼物體。當雲層和地面之間的電場發生分解時，空氣中一小部分成分會發生電離，這稱為步進引線。隨著電離一步接一步地往下走，到最後離地面30多米左右時，才會發生一些奇怪的事情。地面上的物體向上射「彩帶」。當閃電鏈之間接觸時，電路就形成了，電流也就流動了。就形成了我們平時所看到的閃電。

閃電

避雷針是建立在班傑明·富蘭克林的閃電消散理論和閃電分流理論兩個原理的基礎上。

這個理論說，如果把一個尖頭的金屬物體指向極化雲，這個金屬物體就能從雲中流出一些能量，從而防止雷擊。

該理論實際上可以被證明。雖然這個理論在小尺度上站得住腳，但已經證明它不能有效地消散風暴中積累的大量能量。幸運的是，消散裝置(避雷針)的設計也是一個很好的導流裝置。

閃電

閃電轉移理論說，如果給能量提供了一條更好的路徑，那麼能量很有可能會沿著這條路徑前進。

避雷針被設計成周圍最高的物體。這使他們離極化雲更近，減少了閃電必須穿過空氣的距離。避雷針是由導電材料製成的，並通過高導電材料連接到地球上。這提供了一條低阻力的地面路徑，使之成為雷電跟隨的一條更好的路徑。

雖然以上兩種理論在實驗室中都是有效的，但只有導流理論才能提供一種可行的防雷系統。

​高達10億伏的巨大電壓

當空氣中一個異常巨大的負電荷積聚在地面上時，在與其對應的空中產生一個正電荷時，閃電就會發生。由於空氣是一種非常好的絕緣體，因此，必須要巨大的電壓差才能產生電弧。

看過《回到未來》三部曲的應該知道，馬丁穿越到過去後，時間機器沒有辦法工作。他找年輕的博士幫忙，博士說不可能實現，因為需要提供巨大的電能才能讓時間機器正常工作，而只有閃電才能產生的電壓達到12億伏特，這個能量足夠提供時間機器穿越時間。後來才想到利用鐘樓的避雷針來實現利用閃電。

回到未來的博士

1、避雷針不會吸引閃電

2、避雷針不能保證避免雷擊。

3、避雷針不會在雲中釋放電場。

4、避雷針直通地面，當正確安裝時，它有助於保護建築等物體的結構。避雷針其實就是增加了一定的概率，使避雷針有更多的機會與雷電接觸，並試圖將將巨大的電流引導到地面。

5、避雷針有許多不同的樣式，空心、實心、尖的、圓形的、扁平的，有的還像刷子一樣。所有避雷針都是由導電材料製成的，例如銅和鋁。其中，銅及其合金是最常用的防雷材料。

本文作者伊棋，歡迎關注評論。

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