富蘭克林發明避雷針的故事

　　避雷針是"本傑明·富蘭克林"***Benjamin Franklin***發明的，它是一種能截引閃電，把閃電的電流匯入地下裝置並能在一定的面積範圍內保護地面建築物或電力裝置，使受電擊物備免受雷電破壞的金屬物裝置。那麼你知道嗎?一起來看看小編給大家精心準備的資料，歡迎閱讀!

　　1752年7月的一天，在北美洲的費城，一位名叫富蘭克林的科學家，做了一個轟動世界的實驗：

　　這天下午，天色陰暗，烏雲滾滾。天空中不時閃爍著青白色的電光，傳來一陣陣沉悶的雷聲，眼看一場可怕的大雷雨就要來臨了。

　　“這是最合適的天氣!”富蘭克林和他的兒子威廉帶著風箏和萊頓瓶***一種可充放電的容器***，奔向郊外田野裡的一間草棚。

　　這可不是一隻普通的風箏：它是用絲綢做成的，在它的頂端綁了一根尖細的金屬絲，作為吸引閃電的“接收器”;金屬絲連著放風箏用的細繩，這樣細繩被雨水打溼後，也就成了導線;細繩的另一端繫上綢帶，作為絕緣體***要乾燥***，避免實驗者觸電;在綢帶和繩子之間，掛有一把鑰匙，作為電極。

　　富蘭克林和他的兒子連忙乘著風勢，將風箏放上了天。風箏，像一隻矯健的鳥兒，漸漸地飛到雲海中。

　　父子倆躲在草棚的屋簷下，手中緊握著沒有被雨水淋溼的綢帶，目不轉睛地觀察著風箏的動靜。

　　突然，天空中掠過一道耀眼的閃電。富蘭克林發現，風箏引繩上的纖維絲一下子豎立起來。這說明，雷電已經通過風箏和引繩傳導下來了。富蘭克林高興極了，他禁不住伸出左手，觸碰一下引繩上的鑰匙。“哧”的一聲，一個小小的藍火花跳了出來。

　　“這果然是電!”富蘭克林興奮地叫了起來。

　　“把萊頓瓶拿過來。”富蘭克林對威廉喊道。他連忙把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連線起來。萊頓瓶上電火花閃爍。這說明萊頓瓶充了。

　　事後，富蘭克林用萊頓瓶收集的雷電，做了一系列的實驗，進一步證實了雷電與普通電完全相同。

　　富蘭克林的這一風箏實驗，徹底地擊碎了閃電是“上帝之火”、“煤氣爆炸”等流行的說法，使人們真正認識到雷電的本質。因此，人們說：“富蘭克林把上帝與閃電分了家。”

　　富蘭克林的風箏實驗絕不是一時衝動所做的。早在數年前，他就致力於電的研究，並在當時人們不知“電為何物”的時代，指出了電的性質。

　　在一次研究的意外事件中，他得到啟迪。有一次，他把幾隻萊頓瓶連在一起，以加大電容量。不料，實驗的時候，守在一旁的妻子麗德不小心碰了一下萊頓瓶，只聽得“轟”的一聲，一團電火花閃過，麗德被擊中倒地，面色慘白。她因此休息了一個星期身體才得到康復。

　　“萊頓瓶發出的轟鳴聲，放出的電火花，不是和雷電一樣嗎?”富蘭克林大膽地提出這個設想。經過反覆思考，他推測雷電就是普通的電，並找出它們兩者問的12條相同之處：都發亮光;光的顏色相同;閃電和電火花的路線都是曲折的;運動都極其迅速;都能被金屬傳導;都能發出爆炸聲或噪聲;都能在水或冰塊中存在;通過物體時都能使之破裂;都能殺死動物;都能熔化金屬;都能使易燃物燃燒;都放出硫磺氣味。

　　1747年，富蘭克林把他的這些想法，寫成論文《論雷電與電氣的一致性》。他將論文寄給他的朋友、英國皇家學會會員科林遜。可當科林遜將論文送交皇家學會討論時，得到的是一陣嘲笑。許多權威科學家認為富蘭克林的觀點荒唐無比，“把科學當作兒童的幻想”。

　　對於權威人士的嘲笑、奚落，富蘭克林不予理睬，終於在做好各種準備的情況下，冒著生命危險，做了風箏實驗。

　　富蘭克林從風箏實驗中，不但瞭解了雷電的性質，而且證實：雷電是可以從天空“走”下來的。“高大建築物常常遭到雷擊，能不能給雷電搭一個梯子，讓它乖乖地‘走’下來呢?”富蘭克林想。

　　正當富蘭克林思考這一問題的時候，不幸從俄國彼得堡傳來訊息：1753年7月26日，科學家利赫曼為了驗證富蘭克林的實驗，在操作時，不幸被一道電火花擊中身亡。這更堅定了富蘭克林研製避免雷擊裝置的決心。

　　他先在自己家做實驗：在屋頂高聳的煙囪上，安裝一根3米長的尖頂細鐵棒;在細鐵棒的下端綁上金屬線;沿著樓梯，把金屬線引到底樓的一個水泵上***水泵與大地有接觸***;將經過房間的那段金屬線分成兩段，且將兩股線相隔一段距離，各掛一個小鈴。這樣，如果雷電從細鐵棒進入，經過金屬線進入大地，那麼，兩股線受力，小鈴就會晃盪，發出響聲。

　　一天，電閃雷鳴，暴風雨就要來了。在雷聲、雨聲的“伴奏”下，守候在房間小鈴旁的富蘭克林，聽到了小鈴發出的清脆、悅耳的聲音。他高興地笑了。

　　富蘭克林把那根細鐵棒稱為“避雷針”。

　　避雷針的問世，引起了教會的反對。他們認為：“裝在屋頂的尖杆指向天空是對上帝的不敬。”“干涉上帝的事，對上帝指手劃腳，是要受上帝懲罰的。”

　　然而，有一次在一場雷雨之後，神聖的教堂著火了，而裝有避雷針的房屋卻平安無事。於是，避雷針的作用被人們認識，避雷針也很快地傳開了。至1784年，全歐洲的高樓頂上都用上了避雷針。

　　拓展：工作原理

　　在雷雨天氣，高樓上空出現帶電雲層時，避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，所以靜電感應時，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匯入大地，使其不對高層建築構成危險，保證了它的安全。

　　主要作用

　　常規防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、引下線和接地體;接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網。以避雷針作為接閃器的防雷電原理是：避雷針通過導線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電雲電場發生畸變，開始電離並下行先導放電;避雷針在強電場作用下產生尖端放電，形成向上先導放電;兩者會合形成雷電通路，隨之瀉入大地，達到避雷效果。實際上，避雷針是引雷針，可把周圍的雷電引來並提前放電，把雷電電流通過自身的接地導體傳向地面，避免保護物件直接遭雷擊。

　　資料引數

　　1、標稱電壓UN：

　　被保護系統的額定電壓相符，在資訊科技系統中此引數表明了應該選用的保護器的型別，它標出交流或直流電壓的有效值。

　　2、額定電壓UC：

　　能長久施加在保護器的指定端，而不引起保護器特性變化和啟用保護元件的最大電壓有效值。

　　3、額定放電電流Isn：

　　給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波衝擊10次時，保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。

　　4、最大放電電流Imax：

　　給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波衝擊1次時，保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。

　　5、電壓保護級別Up：

　　保護器在下列測試中的最大值：1KV/μs斜率的跳火電壓;額定放電電流的殘壓。

　　6、響應時間tA：