為什麼尖的東西容易引雷
『壹』 物理常識:按尖端放電原理,旗桿頂應該是尖的才好避雷,為什麼大多旗桿頂部是圓球
尖端放電原理告訴我們,越是尖的地方存貯的電荷越多,也就越容易形成電流。但為什麼旗桿是圓的呢?
答案是平滑的曲面更不容易形成電流,因為旗桿要避雷,就應盡量不讓其與天空形成通路產生電流,所以旗桿頂部是喚攔圓的。
那為什麼避雷針的頂部又是尖的呢?
其實閣下弄錯了避雷針的原理。避雷針其實不是「避雷」,而是「引雷」,引周圍空間可能出現的肢鏈配雷。避雷針的底部有粗大的電線導向大地,閃電擊中避雷針後,電流會傳導到大地而歷指不會跑到其他地方,達到保護建築設施的目的。事實上,避雷針起到一個誘餌的作用,使本應擊中建築其他地方的閃電打到了避雷針上,姑且稱之為「嘲諷」。但值得注意的是,避雷針不是發生雷擊的主要原因,因為避雷針上的電荷相對於大氣其實很小的,不會主動誘發雷擊。
『貳』 為什麼避雷針的頂端做的很尖
是因為尖的容易尖端放電。。。避雷針其實是「引雷針」尖端容易產生尖端放電現象,便於引雷,這樣就可以避免建築物直接被雷擊中。
『叄』 避雷針為什麼是尖的
自Franklin發明避雷針以來,它的形狀一直是尖的,並一直沿用到現在。但迄今尚沒有大家 一致接受的形狀結構標准。避雷針的安裝減少了建築物被雷電的破壞,但它鄰近的物體有時會遭 到雷擊。眾所周知,避雷針實際是引雷針,但在什麼樣的條件下,下行雷電先導能被吸引到避雷 針上進而產生回擊,尚缺乏量化的研究。最近,美國佛羅里達州的國際雷電研究和試驗中心的理論研究專家,從理論分析計算、尖端放電過程的實驗室測量、研究以及不同形狀避雷針的現場測量和運行結果比較等方面,全面系統地研究了這一問題,得出結論認為:頂端鈍的避雷針要優於傳統上一直沿用的尖的避雷針,並進而提出了避雷針結構形狀的具體設計。
在當頂雲攜帶負極性電荷的情況下,空氣中存在的自由電子,會被地面接地尖端的強電場吸引向尖端加速運動,因碰撞中性分子釋放更多自由電子,從而產生雪崩現象,並在其後留下一個正離子形成的電荷柱。當環境電場足夠強時,雪崩持續發生,其後的正離子電荷柱(即正先導)可以在環境電場的作用下持續向上傳播,並和下行負先導連接而形成回擊。雖然在常壓下,產生電子雪崩的電場超過6MV/m,但正先導在約440kV/m的環境電場中即可持續傳播。避雷針必須在其頂端一定距離范圍內產生這種電場才能吸引下行雷;另外下行先導接近避雷針時,它所產生的電場增強率必須使正離子柱的累積伸展超過它因在電場作用下的遷移而被清除的速率。而頭部鈍的 避雷針要比尖的更能滿足這些條件。
將避雷針等效為接地的垂直細長半橢球體,可以計算其頂端電場增強因子隨距離的變化。結果表明,形狀尖的頂端(其曲率半徑遠小於橢球體半長軸高度),其電場隨離開頂端的距離迅速減小。當距離等於一個曲率半徑時,電場減弱為頂端的1/3。而鈍的頂端,電場隨距離的減弱要小得多。當距離超過6mm時,10mm半徑的橢球體頂端附近的電場增強要遠大於0.1mm半徑的橢球體。計算還表明,曲率半徑小於0.5mm的橢球體,在距離頂端超過0.25mm 時,電場將小到不可能產生電子雪崩的程度。計算也表明,當下行負先導逼近時,在鈍的橢球體頂端因電子雪崩的產生而形成的累積正電荷柱,其正離子因遷移和相互排斥而被清除(因而使正先導不能向上持續傳播)的時間要遠大於尖的橢球體。
根 據以上分析,還進行了不同尖端形狀避雷針的野外現場實驗。在1994-2000連續7年的野外現場實驗中,有12次雷電擊中鈍的避雷針,其直徑在12.7-25.4mm 之間,大多為19mm。但沒有一次擊中傳統 Franklin 型避雷針及 ESE 型避雷針。報告還指出,在直徑Φ8~Φ80mm的避雷針中,Φ20~Φ25mm的避雷針更容易吸引雷電,且雷電擊中部位約為距頂端3倍直徑處
『肆』 樹下為什麼遭雷擊
有一種現象叫做"尖端放電".在尖端容易產生強電場,電離空氣而放電.收有許多樹梢及尖端,容易聚集電荷,從而吸引雷電.
尖端放電是在強電場作用下,物體尖銳部分發生的一種放電現象。大滑屬於一種電暈放電。
通常情況下,空氣是陵猜不導電的,但是如果電場特別強,空氣分子中的正負電荷受到方向相反的強電場力,有可能被「撕」開,這個現象叫做空氣的電離。由於電離後的空氣中有了可以自由移動的電荷,空氣就可以導電了,空氣電離後產生的負電荷就是負離子,失去電子的電荷帶正電,叫做正離子。
導體表面有電荷堆積時,電荷密度與導體表面的形狀有關。在凹的部位電荷密度接近零,在平緩的部位小,在尖的部位最大。當電荷密度達到一定的量值後,電荷產生的電場會很大,以至於把空氣擊穿(電離),空氣中的與導體帶電相反的離子會與導體的電荷中和,出現放電火花,並能聽到放電聲。
如高壓線有輪廓的地方,就會出現尖端放電。由於接到電源上,它一邊放電,一邊不停的提供放電需要的電荷,這種放電會持續下去。尖端放電有如下弊端:
1.引起火災爆炸。如上所述,由於火花型尖端放電的放電能量較大,因此很容易引起易燃易爆混合物的燃燒和爆炸,造成重大人身傷亡和財產損失。
2.妨礙生尺仿型產,損壞設備。火花型及電暈型尖端放電都會對生產過程造成不同程度的妨礙,乃至損壞設備。
3.靜電尖端放電也可造成人體電擊,如帶靜電的人觸摸金屬把手而在手指放電。
『伍』 避雷針為什麼是尖的,這不是更容易引雷么
一、避雷針原理
在雷雨天氣,我們有時會—看到一些些參天大樹被雷電擊倒,而周圍的一些高塔、高樓等高層建築卻安然無恙.這是什麼原因呢?
這些參天大樹由於受到帶大量電荷的雲層的感應,也帶上大量電荷,積累的電荷過多時,樹就被擊倒.
在同樣倩況下,高層建築安然無恙恐怕要歸功於避雷針了.在許多高塔上都有於個金屬做的、狀如綉花針、針頭向上直立的東西,這就是避雷針.
那麼,這狀如綉花針、貌不驚人的東西為什麼會有這么大的作用,能「避雷」呢?
其實,避雷針應叫「引雷針」才合適.
在雷雨天氣,高樓上空出現帶電雲層時,迅雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷,由於避雷針針頭是尖的,而靜電感應時,導體尖端總是聚集了最多的電荷.這樣,避雷針就聚集了大部分電荷.避雷針又與這些帶電雲層形成了一個電容器,由於它較尖,即這個電容器的兩極板正對面積很小,電容也就很小,也就是說它所能容納的電荷很少.而它又聚集了大部分電荷,所以,當雲層上電荷較多時,避雷針與雲層之間的空氣就很容易被擊穿,成為導體.這樣,帶電雲層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的.避雷針就可以把雲層上的電荷導人大地,使其不對高層建築構成危險,保證了它的安全.
二、作用
裝置避雷針是避免雷擊的有效方法。在房屋最高處豎一金屬棒,棒下端連一條足夠粗的銅線,銅線下端連一塊金屬板埋入地下深處潮濕處。金屬棒的上端須是一個尖頭或分叉為幾個尖頭。有了這樣的裝置,當空中有帶電的雲時。避雷針的尖端因靜電感應就集中了異種電荷,發生尖端放電,與雲內的電相中和,避免發生激烈的雷電、這就是避雷針能避雷的一方面。但這種作用頗慢,如果雲中積電很快,或一塊帶有大量電荷的雲突然飛來,有時來不及按上述方式中和,於是有強烈的放電,加雷電仍會發生。但這時由於避雷針高過周圍物體,它的尖端又集中了與雲中電異號的電荷,如果雷電是在雲和地面物之間發生,放電電流主要通過避雷針流入大地,因此,不會打在房屋或附近人的身上,只會打在避雷針上了。由此可見,避雷針的尖端放電作用會減少地面物與雲之間打雷的可能性;到了不可避免時,它自己就負擔了雷的打擊,房屋與人得到了安全。
由於避雷針的構造和作用,我們要特別注意保持避雷針的良好導電性。一旦有一處聯接不好,或斷了,斷口以上的一段就成為一個隔離的導電系統。當雲中有電荷時,這隔出的部分上部感應出與雲中電異號的電荷,而下部感應出與雲中電同號的電荷,如果上部和雲中電起放電作用時,強大的放電電流只能通過建築物放出大量熱量,於是引起雷擊。這樣不但不能避雷,反而還招來雷禍。為防意外,高大建築物最好豎起幾條避雷針。另外,每一又避雷針只能保護一定的建築面積。對於較大的建築物也需要豎起幾條避雷針。
『陸』 打雷天什麼可以吸引雷電
雷雲 電擊 雷雲. 或電擊導電物質接地.(地面電位最大).
打雷天什麼可以吸引雷電?
能導電,而且連接到地面的搏派洞物質:金屬,大樹,雨濕材料.
相對區域高的東西都能吸引較大范圍雷電
范圍有限: 例如,一個2米傘只能吸引在2米范圍內的放電
帶基枯尖的容易吸引雷電,因為羨友電荷集中在尖端.
『柒』 避雷針為什麼是尖的
尖端放電效應。
根據現有的物理知識,物體的尖端積攢的電荷多,其實避雷針的目的是在於把雷電控制到一定的范圍中,避免劈壞建築物,所以理解起來的意思是避免雷電損壞建築的針。而它的存在其實是為了引雷。
把避雷針做成尖端的形狀,是為了更好的吸引雷電,如果是和普通室外的鐵架子一樣,就沒有避雷針的效果了。