避雷针的尖端为什么时间的
1. 避雷针为什么是尖的
自Franklin发明避雷针以来,它的形状一直是尖的,并一直沿用到现在。但迄今尚没有大家 一致接受的形状结构标准。避雷针的安装减少了建筑物被雷电的破坏,但它邻近的物体有时会遭 到雷击。众所周知,避雷针实际是引雷针,但在什么样的条件下,下行雷电先导能被吸引到避雷 针上进而产生回击,尚缺乏量化的研究。最近,美国佛罗里达州的国际雷电研究和试验中心的理论研究专家,从理论分析计算、尖端放电过程的实验室测量、研究以及不同形状避雷针的现场测量和运行结果比较等方面,全面系统地研究了这一问题,得出结论认为:顶端钝的避雷针要优于传统上一直沿用的尖的避雷针,并进而提出了避雷针结构形状的具体设计。
在当顶云携带负极性电荷的情况下,空气中存在的自由电子,会被地面接地尖端的强电场吸引向尖端加速运动,因碰撞中性分子释放更多自由电子,从而产生雪崩现象,并在其后留下一个正离子形成的电荷柱。当环境电场足够强时,雪崩持续发生,其后的正离子电荷柱(即正先导)可以在环境电场的作用下持续向上传播,并和下行负先导连接而形成回击。虽然在常压下,产生电子雪崩的电场超过6MV/m,但正先导在约440kV/m的环境电场中即可持续传播。避雷针必须在其顶端一定距离范围内产生这种电场才能吸引下行雷;另外下行先导接近避雷针时,它所产生的电场增强率必须使正离子柱的累积伸展超过它因在电场作用下的迁移而被清除的速率。而头部钝的 避雷针要比尖的更能满足这些条件。
将避雷针等效为接地的垂直细长半椭球体,可以计算其顶端电场增强因子随距离的变化。结果表明,形状尖的顶端(其曲率半径远小于椭球体半长轴高度),其电场随离开顶端的距离迅速减小。当距离等于一个曲率半径时,电场减弱为顶端的1/3。而钝的顶端,电场随距离的减弱要小得多。当距离超过6mm时,10mm半径的椭球体顶端附近的电场增强要远大于0.1mm半径的椭球体。计算还表明,曲率半径小于0.5mm的椭球体,在距离顶端超过0.25mm 时,电场将小到不可能产生电子雪崩的程度。计算也表明,当下行负先导逼近时,在钝的椭球体顶端因电子雪崩的产生而形成的累积正电荷柱,其正离子因迁移和相互排斥而被清除(因而使正先导不能向上持续传播)的时间要远大于尖的椭球体。
根 据以上分析,还进行了不同尖端形状避雷针的野外现场实验。在1994-2000连续7年的野外现场实验中,有12次雷电击中钝的避雷针,其直径在12.7-25.4mm 之间,大多为19mm。但没有一次击中传统 Franklin 型避雷针及 ESE 型避雷针。报告还指出,在直径Φ8~Φ80mm的避雷针中,Φ20~Φ25mm的避雷针更容易吸引雷电,且雷电击中部位约为距顶端3倍直径处
2. 避雷针为什么会尖端放电
原理
避雷针一端接地,另一端与带电雷云接触,在雷电的强电场作用下,避雷针表面曲率大的地方(如尖端),电场强度剧增, 电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。这时可以看到它周围有浅蓝色的光晕。
它附近的空气被电离而产生气体放电,此现象称电晕放电。尖端放电为电晕放电的一种,专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。尖端放电的现象,除了要有足够高的电压外,还必须有适当的形状配合,才容易做到。
3. 避雷针的原理。简单点说。
简单说就是电荷异性相吸的原理。
首先要明白尖端放电的道理(在冬天的时候,你用手指尖去碰自己的耳朵比那手掌去碰自己的耳朵更容易触电)。
当打雷的时候,雷电聚集了大量的电荷,而此时,避雷针把与雷电相反的电荷从地面聚集上来,从而把雷电中所含的电荷给吸过来了,从而与避雷针中的电荷相中和。因为大地中有无数的电荷,所以无论雷电的电荷有多少,大地中能把它的电荷中和的。
4. 避雷针的头为什么是尖的
尖端放电,做成尖状,带电云层经过时,由于带电云层的强电场作用,尖状体很容易在尖端积具大量的异种电荷,容易形成相当高的电势差。 而圆状体恰恰相反,由于表面大,不容易形成高的电势差,带电云层的带电量是有限的。 像电容一样,相对面积越大,容量越大,相对面积越小,容量越小, 同样的电荷量,相对面积小的电容电压高。 所以,避雷针做了尖状的。
5. 避雷针的顶端为什么要做成尖的
避雷针的顶端做成尖的是为了更容易吸引雷电击中它,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全。
在雷雨天气,高楼上空出现带电云层时,避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,所以静电感应时,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入大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全。
6. 为什么避雷针的顶端做的很尖
是因为尖的容易尖端放电。。。避雷针其实是“引雷针”尖端容易产生尖端放电现象,便于引雷,这样就可以避免建筑物直接被雷击中。
7. 避雷针为什么是尖的,这不是更容易引雷么
一、避雷针原理
在雷雨天气,我们有时会—看到一些些参天大树被雷电击倒,而周围的一些高塔、高楼等高层建筑却安然无恙.这是什么原因呢?
这些参天大树由于受到带大量电荷的云层的感应,也带上大量电荷,积累的电荷过多时,树就被击倒.
在同样倩况下,高层建筑安然无恙恐怕要归功于避雷针了.在许多高塔上都有于个金属做的、状如绣花针、针头向上直立的东西,这就是避雷针.
那么,这状如绣花针、貌不惊人的东西为什么会有这么大的作用,能“避雷”呢?
其实,避雷针应叫“引雷针”才合适.
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.
二、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,如果云中积电很快,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,于是有强烈的放电,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,如果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。由此可见,避雷针的尖端放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性;到了不可避免时,它自己就负担了雷的打击,房屋与人得到了安全。
由于避雷针的构造和作用,我们要特别注意保持避雷针的良好导电性。一旦有一处联接不好,或断了,断口以上的一段就成为一个隔离的导电系统。当云中有电荷时,这隔出的部分上部感应出与云中电异号的电荷,而下部感应出与云中电同号的电荷,如果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放出大量热量,于是引起雷击。这样不但不能避雷,反而还招来雷祸。为防意外,高大建筑物最好竖起几条避雷针。另外,每一又避雷针只能保护一定的建筑面积。对于较大的建筑物也需要竖起几条避雷针。
8. 为什么避雷针做成尖的
额。。因为在雷雨天气,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.
9. 避雷针是怎样避雷的,它的尖端为啥总能引来雷击
避雷针其实是引雷针,它通过高空中释放离子电荷,来吸引空中的雷电,并通过金属导体连接地下。高能量的雷电通过金属导体直接传导到地下,从而避免了雷电对建筑物造成伤害。
10. 避雷针的原理
首先分清避雷针的两种避雷情况:
1、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。
2、如果云中积电很快,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,于是有强烈的放电,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荷相反极性的电荷,如果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。由此可见,避雷针的尖端放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性,到了不可避免时,它自己就负担了雷的打击,房屋与人得到了安全。
3、“避雷针就可以把云层上的电荷导人大地”,其实就是第二种情况,详细过程:
由于雷电对避雷针产生静电感应引起 避雷针对雷电电场产生一个附加电场使雷电场畸变,因而将雷云的放电通路吸引到避雷针本身。
同时由于静电感应使避雷针本体的电荷与雷电所带电荷极性相反,引起电荷相互吸引(异性相吸),于是出现”放电过程”产生电流,由于大地是一个无限大的散流体,而避雷针本身经引下线与大地相连而将产生的电流引入大地中和。
4、阴黑潮湿的天气,雷电前你可以看到避雷针周围的电晕,并听到咝咝的放电声,那是上面说的避雷针作用的第一种情况。
5、避雷针把云层的电传到大地是一瞬间的时,会看到避雷针上有闪电,这是避雷针避雷的第二种情况。