避雷针的头为什么是尖的
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
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。希望你能够找到答案
避雷针是根据什么原理制成的?
避雷针原理: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...
尖头的避雷针好用还是钝头的避雷针好用
避雷针明早期有过这方面的争论,最后确定尖头的避雷针比较好。为什么尖头的避雷针好呢?因为带电导体上的电荷在表面上的分布和导体的形状有关。在表面弯曲最厉害的地方,比如在凸出的尖端处,电荷比较密集,附近空间的电场比较强;在表面弯曲程度比较小的地方,比如在圆滑处,电荷比较稀疏,附近空间的电场...
避雷针的头是尖的好还是圆的好?
尖的好,因为避雷针越尖,避雷针尖上面的电荷越密集,更能成功的将云层上的雷接引到针尖上导入大地,从而提高避雷效果。
避雷针的作用和原理
避雷针的作用和工作原理在于其独特的设计和功能。在雷雨天气,当高楼顶部与带电云层相互作用,形成大量静电时,避雷针因其尖锐的头部设计,使得静电感应更为集中。尖端的特性使得避雷针能吸收并聚集大部分的电荷,形成一个电容器。然而,由于电容器极板面积小,电容值也随之减小,这意味着避雷针所能承受的...
什么是避雷针
避雷针的定义 避雷针是一种用于保护建筑物、构筑物以及其他设施免受雷击伤害的金属装置。详细解释 1. 基本构成与功能:避雷针通常由接闪杆和接地体组成。接闪杆,即我们常说的避雷针尖,负责吸引雷电。当雷电云层中的电荷放电时,避雷针尖的金属部分会因其尖锐性吸引电荷,引导雷电电流通过自身连接到接地...
避雷针的尖端是什么形状
富兰克林基于实验结果,推测尖端能够吸收电荷,包括闪电。这一想法促使他设计出了避雷针。避雷针由一根数米长的细铁棒固定在建筑物的顶端,棒与建筑物之间用绝缘体隔开,并通过一根导线与棒底端连接,再将导线引入地下。避雷针的工作原理是在雷雨天气中,当高楼上空出现带电云层时,避雷针和建筑物顶部都会...
避雷针的原理
避雷针的工作原理: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...
避雷针的工作原理
唐代《炙毂子》一书在记载了这样一件事:汉朝时柏梁殿遭到火灾,一位巫师建议,将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上,就可以主防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾开头的瓦饰,实际上兼作避雷之用,可认为是现代避雷针的雏形。而早在以前,中国已经有了避雷针,一般以龙头为装饰,龙嘴里有避雷针头...
不同的避雷针的作用分别是什么?
1. 避雷针是高层建筑物防雷的关键设备,其设计直接关系到防雷效果。2. 传统的尖顶避雷针由本杰明·富兰克林发明,其原理在于尖顶的形状能够快速响应并吸引云层中的电荷。3. 尖顶避雷针的尖细端部使得它能够有效地接收来自云层的电荷,并且迅速地将电荷导向地面,从而保护建筑物免受雷击。4. 查理·莫尔博士...
避雷针的原理是什么?
避雷针的原理: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...
烛削双仁: 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...
仲巴县17378446650: 为什么避雷针做成尖的 - ?
烛削双仁: 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.
仲巴县17378446650: 避雷针的头为什么是尖的 - ?
烛削双仁: 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.
仲巴县17378446650: 为什么避雷针的顶端做的很尖? - ?
烛削双仁: 一个是名字啦! 因为是尖的才叫做针!二个是因为打雷的时候是会伴着下雨的,做成尖的有利于排水
仲巴县17378446650: 为什么避雷针的尖端很尖锐 - ?
烛削双仁: 随着夏季的来临,雷雨天气增多了.和雷雨一起到来的还有闪电,闪电和雷声是同时发生的,只是由于闪电在空气中的传播速度远远快于声音在空气中的传播速度,导致我们先看见闪电,后听见雷声.闪电的威力是很强大的,其产生的温度可高...
仲巴县17378446650: 为什么避雷针要做成尖的,而高压设备要做成光滑的 - ?
烛削双仁: 避雷针是要吸收雷电,做成尖的,空气电阻会更小,便于放电,而高压设备是要防止放电,所以做成光滑的.
仲巴县17378446650: 为什么避雷针的顶部要做成尖的? - ?
烛削双仁: 尖端放电效应 高压直流电(云层带电)在针对于接地电阻比较低的物体放电,尖端的介电常数比较小
仲巴县17378446650: 避雷针顶端的刺有什么用,是什么成分 - ?
烛削双仁: 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. 成分一般为铜(价格低,导电好) 满意请采纳,不懂可追问,谢谢
仲巴县17378446650: 避雷针是怎么工作的?具体的工作原理 - ?
烛削双仁: 雷电的产生是因为空中带电云团,与大地之间产生放电以达到电荷中和,根据电磁感应原理,大地上靠近带电云团的物体,比如高大的建筑,被感应出相反极性的电荷,两端(云团和建筑物)之间的电压达到一定限度,就产生了放电...
仲巴县17378446650: 为什么雷电总爱霹尖的东西? - ?
烛削双仁: 因为尖得物体更容易聚集电荷,形成强电场.