避雷针(lightning rod)的创造史,第一个防雷发明

历史上第一次提到闪电

人类最初出现的火可能是从 闪电 在木头或干草中。因此,相传“火从天而降”。即使是最古老的国家也将闪电神化,然后是古希腊人、中国人、埃及人和斯拉夫人。

有一个关于泰坦普罗米修斯的古希腊神话,他从众神那里偷走了火种并将其送给了人类。

先知以利亚讲述的一个圣经传说与闪电有关:在亚哈王和迦密山巴力神的祭司面前,“耶和华的火降下,烧毁了燔祭、树木、石头和泥土”,之后刮起强风,雷雨交加。

在中国,自汉代(公元前 206 年 - 公元 220 年)以来,一直保留着描绘雷神的浮雕。

自古以来,强大的雷声和眩目的闪电就使人们感到恐惧。长期以来,人类无法解释这种神秘而可怕的自然现象,但又试图保护自己免受其害。

在领域的闪电

从古埃及人的编年史中得知,几千年前,他们竖立了带有镀金顶部的金属支架和镶有铜带的高木桅杆,以保护神庙免受雷击(以捕捉“天火”),尽管没有人他对电的本质一无所知。

这是历史上第一批避雷针。它们会产生强烈的向上放电,从而为闪电着陆提供安全路径。显然,古埃及人的知识是建立在后来被人们遗忘的经验之上的。

本杰明富兰克林的避雷针

本杰明·富兰克林 (1706 - 1790) - 美国著名人物,在外交、新闻和科学领域享有盛誉,是避雷针的首批发明者之一。

本杰明·富兰克林

1749 年,他提议在建筑物附近竖立高大的接地金属桅杆(避雷针)以防闪电。富兰克林错误地认为避雷针会从云层中“吸”电。早在 1747 年,他就写下了金属尖端的这一特性。

他不仅在许多欧洲城市很有名,而且在费城也很有名。这些知识是自 1745 年莱顿瓶打开以来用电进行的大量实验的结果。

富兰克林在 1750 年 8 月 29 日从费城写给 P. Collinson 的一封信中陈述了避雷针的想法。富兰克林写了两种类型的避雷针——一种简单的棒状、带接地的尖头避雷针,以及一种“分为更多点”的下游装置。有关避雷针类型的信息已广为流传。

1752 年 9 月 9 日在《宾夕法尼亚公报》上,富兰克林发表了一篇简短的报道,称几位巴黎贵族在他们的屋顶上放置了金属杆以防雷击。

1752 年 10 月 1 日,富兰克林写信给科林森说,他亲自在费城的公共建筑上安装了两根避雷针。

很可能此时他在家里安装了一个研究大气电的接地实验装置,客观上可以起到避雷针的作用。

闪电击中了老城区的中心

当本杰明·富兰克林发明避雷针(通常被称为避雷针)时,很多人不相信。人有可能阻挠上帝的旨意吗?但富兰克林打算证明这一点,因为他自己从不寻找简单的方法,而闪电只是(根据他的假设)观察。

大家知道,富兰克林在费城发表论文,所以经常会有猛烈的雷雨,有雷雨的地方就有闪电,有闪电的地方就有火灾。富兰克林不得不时不时地在他的报纸上发布关于被烧毁的牧场和其他新闻,他厌倦了这项业务。

富兰克林年轻时喜欢研究物理,因此对闪电的电源性有着绝对的把握。知道本杰明和铁的导电率比瓷砖高得多的事实。因此,根据本杰明非常了解的捷径理论,大气中的电荷宁愿击中一根金属杆,也不愿击中屋顶。剩下的就是说服费城和闪电的难以置信的居民。

有一次,在 1752 年的一个多云的日子里,本杰明·富兰克林走到街上,手里拿着的不是雨伞,而是一只风筝。

在惊讶的观众面前,富兰克林用盐水润湿了绳子,将绳子的一端系在一把金属钥匙上,然后将风筝放飞到暴风雨的天空中。

蛇被识破,快看不见了,突然一道闪电和一声震耳欲聋的爆裂声响起,就在同一瞬间,一团火球顺着绳子滚落下来,富兰克林手中的钥匙开始迸发出火花。事实证明,闪电是可以驯服的。


富兰克林避雷针

富兰克林利用他在科学界的影响力,开始广泛推广他的避雷针。很快,在房子旁边的地上挖一根长长的金属杆就变得司空见惯了。首先在费城,然后在整个美国,最后才在欧洲。但也有人反抗,不在屋外,而是在屋内放电线杆,但由于显而易见的原因,他们越来越少了。

避雷针 MV 罗蒙诺索夫

M. V. Lomonosov(1711—1765)——伟大的俄罗斯博物学家、哲学家、诗人,圣彼得堡科学院院士,莫斯科大学创始人,独立于B.富兰克林发明了避雷针。


米哈伊尔·罗蒙诺索夫

1753年,在他的论文《论电起源的空中现象》一文中,他表达了避雷针的作用和避雷针借助其向地放电的正确思想,这符合现代观点.他与院士 G. V. Richman 一起研究了圣彼得堡自然条件下的雷暴现象,为此他设计了多种装置。

1753年7月26日,里奇曼院士在进行大气电实验时遭雷击身亡。

同年,罗蒙诺索夫提议架设避雷针,形式为高尖铁棒,以保护建筑物免受雷击,其下端深入地下。根据他的建议,第一批避雷针开始安装在俄罗斯的各个城市。

20 世纪初第一批闪电照片之一

20 世纪初闪电击中埃菲尔铁塔——据信这是历史上第一张闪电照片

第一批避雷针的类型

直到今天,避雷针仍被用来避雷。大规模建造避雷针的动力是意大利布雷西亚市的一场灾难,1769 年,闪电击中了一座军用仓库。爆炸摧毁了该市的六分之一,造成约 3,000 人死亡。

富兰克林避雷针 它最初由安装在屋顶脊上的单个尖杆和一根沿屋顶表面绘制的地面分支组成,位于屋顶的中间(现在只是偶尔使用)。

盖吕萨克避雷针 由几个相互连接的疏水阀和出口组成,主要位于建筑物的角落。

避雷针芬代森— 此设计中未使用高陷阱。屋顶上所有较大的金属物体都接在匝道上,这是目前常规建筑最推荐的防雷方式。

室避雷针(法拉第室) 在受保护对象上形成电线网络。

避雷针桅杆 (也称立式)是安装在被保护物体附近但不与其相连的桅杆。

放射性避雷针- 在陷阱中使用放射性盐,有助于大气的电离,并在一定程度上提高避雷针的有效性。放射性避雷针是根据电离“锥体”的原理建造的,其电阻小于周围空气的电阻。这样的避雷针可以保护半径 500 米以内的区域免受雷击。几个这样的避雷针就足以保护整个城市。


建筑物屋顶防雷

重要时刻

目前,避雷针安装在尽可能高的位置,以缩短雷电路径并保护最大的空间。

与老一代避雷针相比,现代避雷针的特点是设计更高效、更简单、更合理。

避雷针的三个主要部分是:避雷器、导体和地线。大多数现代避雷针仅在最上部的设计上有所不同,即。所有类型的避雷针的分接头和接地都是相同的,并且对它们适用相同的要求。


避雷针的种类之一

可靠的防止破坏性雷击的方法是技术可靠的避雷针,由专家按照正确的顺序安装。

在良好的条件下,避雷针保证了现代技术所能提供的最高程度的保护,在特殊情况下——高参数的闪电也会损坏受保护的建筑物。

安装避雷针时应考虑以下几点:雷击的不仅是高大的建筑物,低矮的建筑物也会受到雷击。分支放电可以同时击中几座建筑物。

设计不当或损坏的避雷针比没有避雷针更危险。

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