从200年前富兰克林发明了避雷针到现在,避雷针经过上百次的改进与更新,种类已经相当多样,功能繁多,应对多种不同的环境而制造。那么针对上千万种的避雷针,外形功能虽 然不同,但是本质上原理是相通的,今天就跟随笔者的脚步,一起来聊一聊避雷针的原理是怎样的。
避雷针是利用其针尖处空气表面的电场强度最强,首先遭到雷击,把雷电引到自己的身上来保护建筑物的,真的是牺牲小我为大我的精神,在逐渐加高的直流高压作用下,尖端放电也是间歇性的,而不是连续的。其原因是一经放电,空气中就形成电离,产生正负带电粒子,这些带电粒子在电场作用之下极化,起到削弱电场的作用,使总电场强度下降,降到空气击穿阈值以下,则放电停止;要等到带电粒子散开,总电场回升到空气击穿阈值以上,就又开始放电。这两种相反因素的作用结果就使得尖端放电成为间歇放电。只有当放电因素绝对压倒抑制放电因素时,击穿才会实现。
电流在导体上散布的电荷与是否接地无关,与接地点位置也无关。荷迭加原理保证了用电流产生的表面电荷,可以中和掉部分或全部感应电荷,从而起到减少或免除遭雷击的可能性。当电源或充上电的电容器两端不连接成回路时,两个开路端连线上也存在电荷。但当一端接地时,接地端电荷即消失。由于电荷与电流无直接关系,因此可以加大电阻降低电流而仍保持同样的表面电荷。电流流经导体时,使导体表面积聚电荷。导体表面的电荷密度与那里的电位成正比例,而与电流没有直接关系。电流只有通过电位才与表面电荷密度联系起来。
综上所述,避雷针的原理也就这些,通过了解本质上的东西,我们看看各种各样的避雷针之后,只要相信了解其性能就可以了。