避雷針，望文生義，就是可以避免雷電襲擊的裝置。避雷針，也屬于新新時(shí)代的發(fā)明，就像中國有的四大發(fā)明一樣，都是在為社會(huì)的進(jìn)步做貢獻(xiàn)，同時(shí)也為人類造福。

避雷針的發(fā)明者也是冒著生命危險(xiǎn)為社會(huì)做貢獻(xiàn)，避雷針與電是天敵，所以在研究它時(shí)，科學(xué)家表現(xiàn)出來的也是無私奉獻(xiàn)。那么，今天奧秘小編就為各位看官揭開避雷針的秘密，比如說避雷針是誰發(fā)明的，再或者說避雷針的工作原理是什么，又有怎樣的作用。

避雷針是誰發(fā)明的

現(xiàn)代避雷針是美國科學(xué)家富蘭克林發(fā)明的。富蘭克林認(rèn)為閃電是一種放電現(xiàn)象。為了證明這一點(diǎn)，他在1752年7月的一個(gè)雷雨天，冒著被雷擊的危險(xiǎn)，將一個(gè)系著長(zhǎng)長(zhǎng)金屬導(dǎo)線的風(fēng)箏放飛進(jìn)雷雨云中，在金屬線末端拴了一串銀鑰匙。當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，富蘭克林手接近鑰匙，鑰匙上迸出一串電火花。手上還有麻木感。幸虧這次傳下來的閃電比較弱，富蘭克林沒有受傷。

注意：這個(gè)試驗(yàn)是很危險(xiǎn)的，千萬不要擅自嘗試。1753年，俄國著名電學(xué)家利赫曼為了驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn)，不幸被雷電擊死，這是做雷電實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)犧牲者。

在成功地進(jìn)行了捕捉雷電的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)之后，富蘭克林在研究閃電與人工摩擦產(chǎn)生的電的一致性時(shí)，他就從兩者的類比中作出過這樣的推測(cè)：既然人工產(chǎn)生的電能被尖端吸收，那么閃電也能被尖端吸收。他由此設(shè)計(jì)了風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，而風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的成功反過來又證實(shí)了他的推測(cè)。他由此設(shè)想，若能在高物上安置一種尖端裝置，就有可能把雷電引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置：把一根數(shù)米長(zhǎng)的細(xì)鐵棒固定在高大建筑物的頂端，在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開。然后用一根導(dǎo)線與鐵棒底端連接。再將導(dǎo)線引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置稱為避雷針。經(jīng)過試用，果然能起避雷的作用。避雷針的發(fā)明是早期電學(xué)研究中的第一個(gè)有重大應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)成果。

避雷針的發(fā)明及出現(xiàn)，使得人們的房子及建筑物都有了專屬天使的保護(hù)，再也不怕雷電了。人也是從出生到長(zhǎng)大，所以避雷針也是這樣的一個(gè)過程，那么避雷針的發(fā)展軌跡是什么呢？

1、北美傳播

而避雷針在最初發(fā)明與推廣應(yīng)用時(shí)，教會(huì)曾把它視為不祥之物，說是裝上了富蘭克林的這種東西，不但不能避雷，反而會(huì)引起上帝的震怒而遭到雷擊，但是，在費(fèi)城等地，拒絕安置避雷針的一些高大教堂在大雷雨中相繼遭受雷擊。而比教堂更高的建筑物由于已裝上避雷針，在大雷雨中卻安然無恙。

由于避雷針已在費(fèi)城等地初顯神威，它立即傳到北美各地，隨后又傳入歐洲后來才進(jìn)入亞洲。

2、傳入法國

避雷針傳入法國后，法國皇家科學(xué)院院長(zhǎng)諾雷等人開始反對(duì)使用避雷針，后來又認(rèn)為圓頭避雷針比富蘭克林的尖頭避雷針好。但法國人仍然選用富蘭克林的尖頭避雷針。據(jù)說當(dāng)時(shí)的法國人把富蘭克林看作是蘇格拉底的化身。富蘭克林成了人們崇拜的偶像。他的肖像被人們珍藏在枕頭下面，而仿照避雷針式樣的尖頂帽成了1778年巴黎最摩登的帽子。

3、傳入英國

避雷針傳入英國后，英國人也曾廣泛采用了富蘭克林的尖頭避雷針。但美國獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后，富蘭克林的尖頭避雷針在英國人眼中似乎成了將要誕生的美國的象征。據(jù)說英國當(dāng)時(shí)的國王喬治二世出于反對(duì)美國革命的盛怒，曾下令把英國全部后家建筑物上的避雷針的尖頭統(tǒng)統(tǒng)換成圓頭，以示與作為美國象征的尖頭避雷針勢(shì)不兩立，這真是避雷針應(yīng)用史上一件有趣的事情。

避雷針的工作原理

在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時(shí)，迅雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，而靜電感應(yīng)時(shí)，導(dǎo)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云層形成了一個(gè)電容器，由于它較尖，即這個(gè)電容器的兩極板正對(duì)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(dāng)云層上電荷較多時(shí)，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體。這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的。避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)人大地，使其不對(duì)高層建筑構(gòu)成危險(xiǎn)，保證了它的安全。

避雷針的工作原理是這樣的，在這樣復(fù)雜而又高規(guī)格的要求下，那么它又會(huì)有怎樣的作用呢？

避雷針的作用

裝置避雷針是避免雷擊的有效方法。在房屋最高處豎一金屬棒，棒下端連一條足夠粗的銅線，銅線下端連一塊金屬板埋入地下深處潮濕處。金屬棒的上端須是一個(gè)尖頭或分叉為幾個(gè)尖頭。有了這樣的裝置，當(dāng)空中有帶電的云時(shí)。避雷針的尖端因靜電感應(yīng)就集中了異種電荷，發(fā)生尖端放電，與云內(nèi)的電相中和，避免發(fā)生激烈的雷電、這就是避雷針能避雷的一方面。但這種作用頗慢，云中積電很快，或一塊帶有大量電荷的云突然飛來，有時(shí)來不及按上述方式中和，有強(qiáng)烈的放電，加雷電仍會(huì)發(fā)生。但這時(shí)由于避雷針高過周圍物體，它的尖端又集中了與云中電異號(hào)的電荷，雷電是在云和地面物之間發(fā)生，放電電流主要通過避雷針流入大地，因此，不會(huì)打在房屋或附近人的身上，只會(huì)打在避雷針上了。

由此可見，避雷針的尖端放電作用會(huì)減少地面物與云之間打雷的可能性；到了不可避免時(shí)，它自己就負(fù)擔(dān)了雷的打擊，房屋與人得到了安全。由于避雷針的構(gòu)造和作用，我們要特別注意保持避雷針的良好導(dǎo)電性。一旦有一處聯(lián)接不好，或斷了，斷口以上的一段就成為一個(gè)隔離的導(dǎo)電系統(tǒng)。當(dāng)云中有電荷時(shí)，這隔出的部分上部感應(yīng)出與云中電異號(hào)的電荷，而下部感應(yīng)出與云中電同號(hào)的電荷，上部和云中電起放電作用時(shí)，強(qiáng)大的放電電流只能通過建筑物放出大量熱量，引起雷擊。這樣不但不能避雷，反而還招來雷禍。為防意外，高大建筑物最好豎起幾條避雷針。另外，每一又避雷針只能保護(hù)一定的建筑面積。對(duì)于較大的建筑物也需要豎起幾條避雷針。

奧秘世界獨(dú)家觀點(diǎn)：避雷針，或許與其它的發(fā)明不一樣，沒有那么平易近人，也沒有那么和善，在生活中也很少看到，但是它卻是強(qiáng)者中的強(qiáng)者，如果沒有它，或許現(xiàn)在的建筑不會(huì)那么發(fā)達(dá)；如果沒有它，人們的生活也沒有保障。所以我們?cè)谙硎芮叭肆粝碌母＠耐瑫r(shí)，也要積極發(fā)揚(yáng)刻苦專研的精神，使得現(xiàn)代社會(huì)的科研團(tuán)隊(duì)越來越發(fā)達(dá)，當(dāng)然也要求我們對(duì)科學(xué)有著執(zhí)著的熱情。

相關(guān)鏈接：

避雷針，又名防雷針，是用來保護(hù)建筑物、高大樹木等避免雷擊的裝置。在被保護(hù)物頂端安裝一根接閃器，用符合規(guī)格導(dǎo)線與埋在地下的泄流地網(wǎng)連接起來。避雷針規(guī)格必須符合GB標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)防雷類別需要的避雷針高度規(guī)格都不一樣。

當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)它使地面電場(chǎng)發(fā)生畸變。在避雷針的頂端，形成局部電場(chǎng)集中的空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針放電，再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免遭雷擊。

簡(jiǎn)介

避雷針是以前的叫法，在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中，已經(jīng)放棄了這一稱呼，而代之以‘接閃桿’。接閃桿與接閃帶、接閃線、接閃網(wǎng)、用以接閃的金屬屋面、金屬構(gòu)件等，統(tǒng)稱為接閃器；接閃器和引下線、接地裝置共同組成了建筑物或構(gòu)筑物的外部防雷裝置，用以避免或減少閃電擊中建筑物（構(gòu)筑物）上或其附近造成的物理損害和人身傷亡。

之所以將避雷針改名為接閃桿，是因?yàn)橐郧暗拿Q不科學(xué)，沒有反映出接閃桿的原理。避雷針剛剛出現(xiàn)在中國時(shí)，人們以為它可以避免房屋遭受雷擊，所以稱其為避雷針。但事實(shí)上，避雷針保護(hù)建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷擊，而是引雷上身，然后通過其引下線和接地裝置，將雷電流引入地下，從而起到保護(hù)建筑物的作用。正因?yàn)檫@個(gè)原因，也有人建議將避雷針改名為引雷針，但總的來說，還是接閃桿這個(gè)名稱最為貼切。

避雷針的上部有一段可能自身遭受側(cè)向雷擊的空間，稱為對(duì)針桿側(cè)擊區(qū)；高架避雷針的引雷能力強(qiáng)，當(dāng)側(cè)方襲來的下行雷電先導(dǎo)被避雷針引近而未能在針端接閃時(shí)，會(huì)出現(xiàn)閃電擊中避雷針附近地面的情況，使得高架避雷針附近的地面落雷密度較該處平均落雷密度大，該地面稱為散擊區(qū)。高聳的建筑物和高架避雷針附近地面出現(xiàn)散擊區(qū)，遠(yuǎn)離避雷針的地方雷擊率不受避雷針的影響，稱為正常區(qū)。

按我國統(tǒng)計(jì)的雷電流幅值最大約為300 kA，其對(duì)應(yīng)的雷擊高度為408 m。我國舊式民房一般高度在10 m以下，避雷帶和避雷網(wǎng)的高度與房高相同，安裝的短針防雷其高度為1～2 m，它們引起的散擊現(xiàn)象不明顯；高聳建筑物和高架避雷針引雷招致雷擊率增高和存在散擊區(qū)。我國防雷學(xué)者歷來不主張用高架避雷針保護(hù)建筑物，主張用屋頂短針和避雷帶防雷就是考慮了既能發(fā)揮它的引雷作用，又避免增加散雷區(qū)。

避雷針的種類

直擊雷

適用于石化倉庫、廣播電視、加油站、建筑大樓、信標(biāo)臺(tái)，通信基站、氣象臺(tái)、軍事基地、雷達(dá)機(jī)房、銀行大樓

特殊

適用于較高的建筑大樓微波通訊站、雷達(dá)基站、信標(biāo)臺(tái)，通信基站、軍事基地、雷達(dá)機(jī)房、銀行大樓、天文氣象臺(tái)等重要場(chǎng)所。

預(yù)放電

當(dāng)避雷針截受雷擊時(shí)，由接閃體接閃，通過雷電波形處理裝置，利用外殼與中心接地桿之間有3mm間隙，構(gòu)成耦合電容，同時(shí)外殼通過一個(gè)電感線圈接地（中心接地桿）當(dāng)下行先導(dǎo)接近接閃器時(shí)，由于頻率極高，電感呈開路狀態(tài)，電容對(duì)高頻呈現(xiàn)短路特性，因此耦合電容作用下，接閃器表面電場(chǎng)強(qiáng)度迅速增加，直至觸發(fā)雪崩過程，從而能在頃刻間將雷電流泄放入地，以至有效的達(dá)到防雷害保安全的目的。

典故

《炙轂子》

唐代《炙轂子》一書在記載了這樣一件事：漢朝時(shí)柏梁殿遭到火災(zāi)，一位巫師建議，將一塊魚尾形狀的銅瓦放在層頂上，就可以防止雷電所引起的天火。屋頂上所設(shè)置的魚尾開頭的瓦飾，實(shí)際上兼作避雷之用，可認(rèn)為是現(xiàn)代避雷針的雛形。而早在以前，中國已經(jīng)有了避雷針，一般以龍頭為裝飾，龍嘴里有避雷針頭。

《中國新事》

法國旅行家卡勃里歐別·戴馬甘蘭1688年所著的《中國新事》一書中記有：中國屋脊兩頭，都有一個(gè)仰起的龍頭，龍口吐出曲折的金屬舌頭，伸向天空，舌根連結(jié)一根細(xì)的鐵絲，直通地下。這種奇妙的裝置，在發(fā)生雷電的時(shí)刻就大顯神通，若雷電擊中了屋宇，電流就會(huì)從龍舌沿線睛行至地底，避免雷電擊毀建筑物。這說明，中國古代建筑上的避雷裝置，在大批量和結(jié)構(gòu)上已和現(xiàn)代避雷針基本相似。