避雷针的原理与分布论文
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理一、引言避雷针是一种用于保护建筑物和其他高大物体免受雷击的装置。
它通过将雷电引导到地面，从而保护建筑物和人员的安全。
本文将详细介绍避雷针的工作原理。
二、避雷针的构成避雷针通常由导体材料制成，如铝、铜或钢。
它由以下几个主要部分组成：1. 避雷针杆：避雷针杆是避雷针的主体部分，通常是一根长而尖的金属杆。
它的作用是吸引雷电，并将其引导到地面。
2. 接地系统：接地系统是避雷针的重要组成部分，用于将引导的雷电安全地传导到地面。
它通常由一根或多根导体材料组成，埋入地下。
3. 连接线：连接线用于连接避雷针杆和接地系统，确保雷电能够顺利地通过避雷针引导到地面。
三、避雷针的工作原理避雷针的工作原理基于电荷分布和电场强度的原理。
当雷云中的正电荷和地面的负电荷之间形成电场差时，会产生电荷分离。
避雷针利用其尖锐的形状和导体材料的导电性，将电场集中在避雷针的顶部。
当雷电靠近避雷针时，由于避雷针尖端的电场强度较高，它会吸引周围的空气分子离子化，形成一个电离通道。
这个电离通道将提供一个低阻抗路径，使雷电能够顺利地通过避雷针引导到地面。
同时，避雷针的接地系统起到关键作用。
接地系统将引导的雷电传导到地下，使其安全地分散到地球中，从而避免了雷击对建筑物和人员的危害。
四、避雷针的效果评估避雷针的效果可以通过以下几个方面进行评估：1. 雷击次数：通过统计建筑物周围的雷击次数，可以评估避雷针的效果。
如果避雷针能够吸引并引导大部分雷电，那么建筑物周围的雷击次数应该显著减少。
2. 损坏程度：通过检查建筑物和避雷针本身的损坏情况，可以评估避雷针的效果。
如果避雷针能够有效地保护建筑物免受雷击，那么建筑物和避雷针本身应该没有或仅有轻微的损坏。
3. 地面电势：通过测量接地系统的电势差，可以评估避雷针的效果。
如果接地系统能够有效地将雷电引导到地下，那么地面电势差应该保持在较低的水平。
五、避雷针的注意事项在安装和使用避雷针时，需要注意以下几点：1. 安全距离：避雷针应该安装在建筑物的最高点，并且与其他物体保持一定的安全距离，以避免产生电弧和火灾等安全问题。
避雷针的结构和基本原理研究报告
避雷针的结构和基本原理研究报告1. 引言大家好，今天我们来聊聊一个不那么神秘但却极其重要的家伙——避雷针。
说起避雷针，大家可能第一反应就是那些在高楼大厦顶端竖着的“长杆子”，对吧？不过，避雷针可不仅仅是个长杆子，它可是个聪明的小家伙，专门用来对付雷电这个天敌。
每年夏天，雷声隆隆的时候，避雷针就像个“保护神”，守护着我们的家园。
所以，咱们今天就来深入探讨一下，避雷针到底是如何工作的，顺便也聊聊它的结构，让大家对它有个全面的了解。
2. 避雷针的基本原理2.1 雷电的形成首先，咱们得先搞清楚雷电是怎么来的。
你知道吗？雷电其实是大自然的一种“放电”现象，云层之间由于摩擦会产生大量静电，电压一旦高到一定程度，就会以闪电的形式释放出来。
没错，就是那种瞬间照亮天空的“火花”。
这时候，周围的空气会被瞬间加热，形成声波，这就是我们听到的雷声。
所以，雷电的威力可不是开玩笑的，雷击一旦落到地面，后果可不堪设想。
2.2 避雷针的工作原理那么，避雷针在这个过程中又扮演了什么角色呢？简单来说，避雷针的工作原理就是“引导”，它通过提供一个相对安全的通道，把雷电导入地下。
它的顶端一般是一个尖尖的“头”，这样可以让电流在遇到雷电时快速聚集，形成一个电场。
雷电看到这个“高点”就像看到“灯塔”一样，纷纷向它靠拢，最终顺着避雷针的线路进入地下，保护了建筑物和周围的人。
3. 避雷针的结构3.1 避雷针的组成部分避雷针的结构其实并不复杂，主要分为几个部分：首先是顶端的尖端，像个小皇冠一样，负责引导雷电。
然后是导体，通常是铜或者铝材，负责将雷电传导到地面。
最后还有接地装置，这个部分可是关键，确保雷电安全地入土，不会对周围环境造成伤害。
3.2 安装和维护安装避雷针的时候，有几个地方需要特别注意哦！首先，避雷针要足够高，通常要高出周围建筑物，才能有效地引导雷电。
其次，导体的连接要牢固，确保电流能够顺利通过。
最后，接地装置必须做好，地面要选择湿润且导电性好的地方，这样才能让雷电顺畅地下去。
避雷针的原理及应用论文
避雷针的原理及应用论文1. 引言避雷针是一种用于保护建筑物、设备和人员免受雷电侵害的重要设备。
它通过引导和放电雷电的电荷，将其安全地释放到地面，从而防止雷击。
本文将介绍避雷针的原理和应用，并探讨其在现代建筑和电力设备中的作用。
2. 避雷针的原理避雷针利用了自然界中存在的原理和现象来防止雷电的危害。
其原理如下：2.1 雷电的形成雷电是由大气中不同区域之间产生的静电放电所引起的。
当云层中的正电荷和负电荷之间的电位差达到一定程度时，就会形成电击放电，并伴随着巨大的能量释放。
2.2 雷雨云和建筑物之间的电位差在雷电发生时，建筑物和地面上的物体会形成一个电位差。
建筑物通常比周围的大气物体更高，因此会吸引雷电。
2.3 避雷针的作用避雷针的主要作用是通过提供一个高电位点来吸引雷电，从而保护建筑物和其它设备免受雷击。
当雷电靠近避雷针时，它会通过避雷针上的导电材料流向地面，从而使雷击能够安全地释放。
3. 避雷针的应用避雷针广泛应用于各种领域，包括建筑物、电力设备和通信设备等。
以下是一些常见的应用领域：3.1 建筑物避雷针是保护建筑物免受雷击的重要设备。
在建筑物的屋顶上安装避雷针可以吸引雷电，并通过避雷针的导电材料将其安全地释放到地面上。
3.2 电力设备电力设备通常面临着雷电的风险，因为它们经常暴露在室外环境中。
通过在电力设备附近设置避雷针，可以有效地降低雷电对设备的损害，并提高设备的可靠性和安全性。
3.3 通信设备通信设备的正常运行对于现代社会和经济的发展至关重要。
然而，雷电可能对通信设备造成严重的影响，甚至导致设备损坏。
安装避雷针可以帮助保护通信设备免受雷击，确保其正常运行。
4. 避雷针的未来发展趋势随着科技的不断进步和社会的不断发展，避雷针在未来将继续发展和改进。
以下是一些可能的发展趋势：4.1 智能避雷针系统未来的避雷针系统有可能会结合智能技术，通过传感器和控制器来监测和控制雷电的流动。
这将使避雷针系统更加智能化和自动化。
高一作文：避雷针
高一作文：避雷针《避雷针》在我们的生活中，有许多看似平凡却又极其重要的存在，避雷针便是其中之一。
或许在平日里，我们很少会特意去关注它，但它却默默地守护着我们的生命和财产安全。
避雷针，顾名思义，是用来避雷的装置。
每当雷雨交加之时，天空中电闪雷鸣，那一道道划破长空的闪电，蕴含着巨大的能量和危险。
如果没有避雷针的存在，建筑物、电力设备乃至我们人类自身，都可能会遭受雷电的袭击，造成无法估量的损失。
那么，避雷针是如何工作的呢？要理解这一点，我们首先需要了解雷电的形成原理。
雷电是由于云层中的电荷分布不均匀，导致云层之间或者云层与地面之间产生强烈的放电现象。
当云层中的负电荷逐渐积累，与地面上的正电荷形成足够大的电势差时，就会引发雷电。
避雷针的作用，就是为雷电提供一个“绿色通道”，引导雷电电流安全地流入大地。
避雷针通常安装在建筑物的顶部，由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。
接闪器一般是金属制成的尖状物体，它能够吸引雷电。
当雷电接近建筑物时，接闪器会率先将雷电吸引过来。
随后，雷电电流通过引下线，迅速传导至接地装置。
接地装置则将电流导入大地，从而避免了电流对建筑物和内部人员的伤害。
为了确保避雷针能够有效地发挥作用，其安装和维护都有着严格的要求。
在安装时，需要考虑建筑物的高度、形状、地理位置等因素，合理确定避雷针的位置和数量。
同时，引下线和接地装置的质量和连接情况也至关重要。
如果引下线电阻过大或者接地装置不良，都可能导致避雷效果大打折扣。
在日常维护中，需要定期对避雷针进行检查，查看其是否有锈蚀、损坏等情况。
特别是在经历了强风、暴雨等恶劣天气后，更要及时进行检查和维护。
只有保证避雷针始终处于良好的工作状态，我们才能在雷电天气中安心无忧。
避雷针的发明和应用，是人类在与自然力量的斗争中取得的一项重要成果。
它不仅保护了我们的生命和财产安全，也为现代社会的发展提供了有力的保障。
随着科技的不断进步，避雷针的技术也在不断改进和完善。
避雷针 原理
避雷针原理
避雷针是一种用于防御雷击的装置，其原理是利用一个金属尖端与大地之间的导电路径，将雷电引导到大地，从而保护建筑物和设备免受雷击损害。
避雷针的工作原理基于静电的功能。
当云层中的正电荷与地面的负电荷之间形成巨大的电势差时，将会引发闪电放电。
为了防止这种放电对建筑物和设备造成损害，一个具有尖端形状的金属导体被安装在建筑物的高处，使得其高于周围物体，以便充分吸引雷电。
当云层中形成雷暴时，空气中的分子会受到电场强度的影响而电离，形成带电粒子，从而在云层和大地之间形成一个导电路径。
当雷电形成时，它会被金属导体的尖端吸引，并沿着导体流向大地。
由于导体的导电能力较好，大部分电流都会通过导体流向大地，从而将雷电引导到安全的地方，避免对建筑物和设备造成损害。
在避雷针的设计中，导体需要具备良好的导电性能。
常见的材料有铜、铝等具有较高导电率的金属，以确保电流能够顺利通过导体。
此外，避雷针还需要具备足够的高度，使其能够高于周围物体，从而吸引雷电。
一般来说，避雷针的高度应该超过周围物体的高度约1.5倍，以确保有效地引导雷电。
总之，避雷针通过利用金属导体的导电能力和尖端形状的设计，将雷电引导到大地，从而保护建筑物和设备免受雷击的损害。
它是一种重要的防雷措施，广泛应用于各种建筑物、大型设施以及其他需要防雷保护的场所。
避雷针的工作原理是
避雷针的工作原理是
避雷针的工作原理是基于静电放电的原理。
当云层经过摩擦等自然过程而带电时，地面也会处于相应的电位差。
当电场强度达到一定程度时，就会产生空气中的电离现象，即空气分子中的电子脱离原子形成正离子和自由电子。
避雷针通过高大的尖顶，能够更容易地聚集空气中的电子，并通过导电材料将电荷引导到地面。
当雷电形成时，避雷针可以提供一条较为容易放电的途径，避免电荷通过其他物体或建筑物引发危险。
具体而言，避雷针主要由尖顶、导线和接地装置组成。
尖顶的设计能够加强电场的集中，使得离子在尖顶周围区域密集，在电场的作用下形成一个带电云，增加放电概率。
导线则负责将带电云中的电荷引导到接地装置，进而通过接地装置将电荷安全地传导到地下。
当雷电形成时，避雷针能够迅速将电荷引导到地面，从而避免电荷通过建筑物或其他装置导致破坏。
避雷针的高度和形状是根据地区的雷电活动频繁程度、建筑物高度和所在位置等因素来决定的。
总之，避雷针利用尖顶和导线等结构，通过引导电荷到地面的方式，将雷电释放到地下，以保护建筑物和人身安全。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理避雷针是一种用于保护建筑物或其他高耸物体免受雷击的设备。
它的工作原理基于电荷分离和导电原理。
下面将详细介绍避雷针的工作原理。
1. 电荷分离原理当云层中存在雷暴时，云层内部会形成电场。
由于地球表面与云层之间存在电势差，地面上的物体会产生与云层电场相反的电荷。
这种电荷分离现象会导致地面上的物体与云层之间形成电位差，从而产生雷电。
2. 避雷针的导电原理避雷针通常由金属材料制成，如铜或铝。
金属是一种良好的导电体，能够有效地传导电荷。
当避雷针安装在建筑物的高处时，它会成为建筑物与云层之间的导电通道。
3. 构造和安装避雷针通常由一个尖端和一个接地装置组成。
尖端是避雷针最关键的部分，它的形状和尺寸对于避雷效果至关重要。
尖端越尖锐，电场集中的效果越好，从而更有效地吸引雷电。
接地装置是将避雷针与地面之间的电位差导入地下，确保电荷能够安全地释放。
4. 工作过程当雷电靠近建筑物时，由于尖端的形状和导电材料的存在，避雷针会成为电荷释放的最佳路径。
雷电会首先被吸引到避雷针的尖端，然后通过导电材料迅速传导到接地装置，最终释放到地下。
这样，避雷针就能够将雷电从建筑物引导到地下，保护建筑物及其周围的人员和设备免受雷击的危险。
5. 保护范围和效果避雷针的保护范围取决于其高度和形状。
一般而言，避雷针的保护范围可以达到其高度的1.5倍。
例如，一个10米高的避雷针可以保护周围15米范围内的建筑物免受雷击。
避雷针的工作效果与其设计和安装质量密切相关。
合理的设计和正确的安装可以提高避雷针的保护效果。
6. 维护和检查为了确保避雷针的正常工作，定期的维护和检查是必要的。
维护人员应定期检查避雷针的尖端是否损坏或变钝，以及导电材料是否存在腐蚀或断裂。
如果发现问题，应及时更换或修复避雷针，以保证其正常工作。
总结：避雷针通过利用电荷分离和导电原理，将雷电从建筑物引导到地下，从而保护建筑物及其周围的人员和设备免受雷击的危险。
避雷针的工作原理基于电场和电位差的存在，其尖端形状和导电材料的选择对其工作效果至关重要。
电磁论文之浅谈避雷针
电磁论文之浅谈避雷针一、问题的提出在各种自然灾害中，雷电引发的事故一直是最为频繁的。
浙江省作为雷电多发省市仅2005年一年全省就共发生雷击事故782起，由此引发的人身事故24起，造成24人死亡，11人受伤，建筑物受损350宗，直接经济损失约3300万元。
由此可见，必须采取行之有效的办法来避免雷电事故的发生，而避雷针就起到了这样举足轻重的作用。
二、避雷针的定义及历史（1）定义：由截闪器、引下线和接地装置组成的防雷保护装置。
截闪器安装在构架上并高于被保护物，用于拦截雷击使之不落在避雷针保护范围内的物体上，通过引下线和接地装置将雷电流释放到地中。
（2）历史：现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。
他在1752年7月的一个雷雨天，冒着被雷击的危险，将一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中，在金属线末端拴了一串银钥匙。
当雷电发生时，富兰克林手接近钥匙，钥匙上迸出一串电火花，手上还有麻木感。
他由此设想，若能在高物上安置一种尖端装置，就有可能把雷电引入地下。
富兰克林把这种避雷装置：把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端，在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开。
然后用一根导线与铁棒底端连接，再将导线引入地下。
富兰克林把这种避雷装置称为避雷针。
经过试用，果然能起避雷的作用。
避雷针的发明是早期电学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果。
三、相关原理（1）雷电：雷云中电荷的分布是不均匀的，而是形成许多堆积中心。
因而不论是在云中或是在云对地之间，电场强度是不一致的，当云中电荷密集处的电场强度达到25-30kv/cm时，就会由云向地开始先导放电（对于高层建筑，雷电先导可由地面向上发出，称为上行雷），当先导通道的顶端接近地面时，可诱发迎面先导（通常起自地面的突出部分），当先导与迎面先导会合时，即形成了从云到地面的强烈电离通道，这时即出现极大的电流，这就是雷电的主放电阶段，此时雷呜和电闪都伴随着出现。
主放电存在的时间极短，约50-100/us，主放电过程是逆着先导通道发展的，速度约为光速的1/21～1/2,主放电的电流可达数十万安，是全部雷电电流中最主要部分。
避雷针的工作原理
避雷针的工作原理避雷针是一种用于保护建筑物免受雷击的重要装置。
它的工作原理是通过将建筑物与地面之间建立一个导电通路，将雷电引向地面，以减少雷击对建筑物的危害。
下面将详细介绍避雷针的工作原理。
一、避雷针的导电原理1.1 避雷针通常由金属材料制成，如铜或铝，具有良好的导电性能。
1.2 避雷针通过与地面连接的导线将建筑物与地面形成一个导电通路。
1.3 当雷电击中建筑物时，避雷针会迅速将电荷引向地面，防止电荷在建筑物内部积聚。
二、避雷针的放电原理2.1 避雷针的尖端设计有利于放电，尖端的小曲率半径有助于电荷的释放。
2.2 避雷针的放电过程会产生离子化气体，使空气中的电阻降低，促进电荷的释放。
2.3 放电过程会产生闪电，将电荷引向地面，减少雷击对建筑物的危害。
三、避雷针的接地原理3.1 避雷针必须与地面充分接触，以确保电荷能够有效地引向地面。
3.2 避雷针的接地系统通常由多根导线组成，增加接地面积，提高接地效果。
3.3 良好的接地系统可以降低接地电阻，提高避雷针的效率。
四、避雷针的保护范围原理4.1 避雷针的高度和形状会影响其保护范围，一般来说，避雷针越高、形状越尖，保护范围越大。
4.2 避雷针的保护范围通常为其高度的2-3倍，建筑物周围的地面也会受到一定程度的保护。
4.3 避雷针的位置应该尽可能靠近建筑物的高点，以提高保护效果。
五、避雷针的维护原理5.1 避雷针需要定期检查和维护，确保其导电性能和接地效果良好。
5.2 避雷针表面应保持清洁，避免积聚灰尘和杂物影响其导电效果。
5.3 避雷针的接地系统应定期检测接地电阻，必要时进行维修和升级，以确保其正常工作。
总结：避雷针的工作原理是通过导电、放电、接地、保护范围和维护等多种原理相结合，有效地保护建筑物免受雷击的危害。
只有正确安装和维护避雷针，才能确保其正常工作，保护建筑物和人员的安全。
避雷针的应用原理
避雷针的应用原理
避雷针的应用原理主要包括以下几点：
1. 引雷作用：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差。
当雷云放电达到地面时，避雷针会使路面静电场产生畸变，在避雷针的顶端产生局部静电场集中的空间，从而影响雷击主导放电的发展方向，使雷电优先击中避雷针，将其电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。
2. 提前放电：避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电。
当雷电通路形成后，电流会随之泻入大地，达到避雷效果。
3. 保持高耸：避雷针应比周围要保护的物、设备等都要高，这样可以确保雷电优先打在避雷针上，将雷电流导入地下。
总的来说，避雷针的工作原理主要是通过吸引雷电、提前放电和保持高耸等方法，将雷电电流导入地下，从而保护建筑物、设备等免受雷击损害。
避雷针的原理与应用
避雷针的原理与应用避雷针是一种用于保护建筑物、设备和人员免受雷击危害的重要防护装置。
本文将介绍避雷针的原理以及其在实际应用中的作用。
一、避雷针的原理避雷针的原理基于闪电的导电性质和电场分布。
当雷云充电到一定程度时，地面上会形成相应的电荷分布，导致大气中形成了强电场。
避雷针的作用就是通过尖端的形状和导体材料的选择，使其成为地面附近最高点，从而引导雷电通过导体，达到释放雷电能量的目的。
避雷针通常由以下几个部分组成：1. 尖端：避雷针的尖端通常采用导电材料制成。
尖端的尺寸和形状设计得越尖锐，越有利于集中电场，增加电场梯度，从而更容易释放雷电。
2. 导体杆：导体杆是避雷针的主要组成部分。
通常使用铜、铝等导电能力较强的材料制成，并且连接至地下。
导体杆的作用是将引起雷电的电荷引导至地下，防止其对建筑物和设备造成损害。
3. 接地装置：避雷针通过接地装置将导电杆连接至地下的地下导体，进一步确保雷电能够安全地释放到地下。
二、避雷针的应用1. 建筑物保护：避雷针是保护建筑物免受雷电危害的重要手段。
当雷电靠近建筑物时，避雷针能够吸引和释放雷电，避免雷击直接对建筑物造成损坏。
合理布设避雷针系统，能够显著降低雷击对建筑物的破坏概率。
2. 设备保护：许多设备对雷电具有很高的敏感性，如计算机、通信系统等。
在这些设备周围安装避雷针能够引导雷电远离，减少雷电对设备的干扰和破坏。
3. 人身安全保护：当雷电发生时，人身安全是首要考虑的因素之一。
通过设置避雷针，能够将雷电引至地下释放，减少雷电击中人体的风险，保障人员的安全。
避雷针的应用还需要注意以下几点：1. 避雷针的安装需要专业人员进行，确保其合理布置、结构牢固。
2. 定期检测和维护避雷针系统的有效性，确保其能够正常工作。
3. 避雷针的维护保养，包括定期清理，确保导电杆的表面保持良好的导电性能。
总结：避雷针的原理基于闪电的导电性质和电场分布，通过尖端形状和导体材料的选择，将雷电引导至地下释放。
避雷针应用的原理
避雷针应用的原理1. 什么是避雷针？避雷针是一种用来保护建筑物和人员免受雷击损害的装置。
它通常由金属材料制成，安装在建筑物的高处，以便吸引并将雷击的电荷引导到地面上。
2. 避雷针的工作原理避雷针的工作原理基于雷电的物理特性和电荷分布情况。
雷电是大气中产生的一种大电流大能量的自然现象，它包括正、负两种电荷的分离和释放。
2.1. 雷电的形成过程雷电的形成是由于大气中存在着不同温度、湿度和气压的区域，从而形成了不同电荷分布的条件。
1.在云层中，水蒸气和冰晶以不同的形式存在。
由于不同温度和流动状况，水蒸气和冰晶之间会相互碰撞形成电荷。
2.进一步的，云层内的电荷分离会产生电场，使得云和地面之间形成电位差。
3.当电场强度达到一定程度时，会引发原子、分子的电离和激发，产生光电子和自由电子，同时电荷开始积累。
2.2. 避雷针的工作原理避雷针利用地球的电势差，将其与云层之间的电势差相连，从而将云层上的电荷引导到地面上。
1.避雷针通常被安装在建筑物的高处，如楼顶或者尖塔上，以便更好地吸引雷电。
2.避雷针的尖峰通过集中电场，使得云层中的电荷被引导到避雷针上。
这是因为尖峰处电场强度较高，能够加速电荷的运动，并吸引附近电荷。
3.一旦电荷被引导到避雷针上，避雷针会通过导线将电荷引入地面，从而释放电荷并保护建筑物和人员不受雷击损害。
利用列点的方式总结避雷针的工作原理：•雷电的形成是由于大气中存在着不同温度、湿度和气压的区域，形成了不同电荷分布的条件。
•避雷针利用地球的电势差，将其与云层之间的电势差相连，从而将云层上的电荷引导到地面上。
3. 避雷针的应用避雷针的应用主要是保护建筑物和人员不受雷击损害。
以下是避雷针应用的几个重要方面：3.1. 建筑物保护避雷针通常用于高层建筑、塔楼、桥梁等高处，以便更好地吸引雷电。
通过避雷针的安装，建筑物可以将雷电的能量引导到地面，避免雷电对建筑物的直接打击，从而保护建筑物的结构完整性。
3.2. 电信设备保护避雷针的应用还可以保护电信设备不受雷击损坏。
解释避雷针的工作原理和过程
解释避雷针的工作原理和过程
避雷针的原理并不是阻挡雷电，而是沿着安全的路径使云层里的电荷和地面的电荷中和，从而保护建筑物免受雷电的袭击。
云层的底部带负电荷，因此感生的正电荷便会在云层下的地面聚集。
根据静电学的原理，带电导体表面上较尖的地方，电苛密度会较其他地方高，所以避雷针的尖端会比其他地方集合了更多的正电荷，引导云层中的负电荷沿着避雷针频密地往地面放电，以免云层中的负电荷累积过多，一次过放电时形成了具有巨大破坏力的雷电，击中地面上聚集了较多正电荷的建筑物。
那么，激光又与避雷针有甚么关系呢？原来，合适的激光可以把空气电离，产生一条由正电荷所组成的导电通道，负电苛便会乖乖地沿着这条通道走了，到了接近地面时，便会在预先准备好的传统避雷针放电。
这种方法可以更有效地诱导云层的电苛通过避雷针放电，从而大大提高了传统避雷针的效率。
现在，物理学家正研究如何利用紫外线激光来使两个电极放电；他们以高电压的电极来模拟雷电产生时的情形，并已成功用激光把两个相隔一段距离的电极放电。
展望将来，「激光避雷针」可以设置在机场、医院和核电厂等地方，保护人类。
防雷设计毕业论文
概述 (1)第一章雷击的防护方法 (3)1.1 防直击雷的方法和技术 (3)1.2 防侧击雷的方法和技术 (6)1.3 防感应雷的方法和技术 (7)1.4 接地的方法及接地电阻的计算 (7)1.5 内部防雷的方法和技术 (9)第二章建筑综合防雷 (13)2.1 防雷等级分类计算 (13)2.2 综合防雷设计要素 (14)第三章地王国际防雷设计 (16)3.1 地王国际防直击雷设计 (17)3.2 防侧击雷和感应雷的措施 (20)3.3 内部防雷的设计 (22)3.4 防雷接地的设计 (23)3.5 特高层建筑南宁地王国际防雷接地系统设计蓝图 (25)结束语 (28)参考文献 (29)致谢 (30)通常所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。
这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。
当然，云层之间的放电主要对飞行器有危害，对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响。
然而，云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大，这是电气防雷设计的主要对象。
雷击的危害主要有四个方面：直击雷：带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，称为直击雷。
它的破坏力十分巨大，若不能迅速将其泻放入大地，将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害——火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。
雷电波侵入：雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。
线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。
因此，往往在听到雷声之前，我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。
感应过电压：雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象。
闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。
雷击放电于具有避雷设施的建筑物时，雷电波沿着建筑物顶部接闪器（避雷带、避雷线、避雷网或避雷针）、引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成电子设备受到干扰，数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。
避雷针的电磁感应作用及其控制原理
避雷针的电磁感应作用及其控制原理马宏达？中国科学院电工研究所摘要：本文论述了避雷针的电磁感应作用及其控制的原理。
说明必须重视防雷结构的优化设计，其中不仅有建筑物本身的结构，还包括与之相连的电气线路的结构。
关键词：建筑物防雷雷电电磁脉冲防护（LEMP 工程方法论笔者在《再析避雷针的保护范围》巾一文中讨论了避雷针的感应静电场控制原理，本文重点讲述（建筑物防雷使用的）避雷针的感应电磁场控制原理。
这里说的避雷针是广义的，它包括了各种接闪器的防雷结构，即避雷针、避雷带、避雷网和法拉第笼等形式。
1.独立避雷针和单独引下线的电磁感应效应我国早期建筑物防雷曾较多地使用独立避雷针，其中多数是危险品仓库。
那时，为了预防避雷针的反击电压危险，曾经规定独立避雷针要离开房屋三米以上距离。
民用建筑物防雷的避雷针多数直接安装在屋顶上，使用单一引下线和接地体。
后来，人们发现这种独立避雷针和单根引下线的防雷结构很不理想，它的电磁感应效应最强，往往造成其周边电气线路和电气设备的感应过电压事故。
我们先计算单根引下线流过雷电流时S a处某一电气设备框架内产生的电磁感应电压，见图1。
(4i/dl)mAxit• r图1雷电流流经单根引下线对距离为S a处电气设备的电磁感应效应当仪器框架尺寸远小于它与引下线间的距离S a时，其所在处磁场强度的最大变化率(1)式中，（di/dt ）max—流经引下线雷电流的最大变化率，A/S ；S a—仪器到引下线的平均距离，在仪器框架平面中产生的最大感应电势式中，4—真空磁导率，4n x 10-7H/m；A —仪器框架的面积，m2；fax—仪器处的磁场强度的最大变化率，A/mPS；S a—引下线到仪器间的水平距离，m；（di/dt ）max—引下线中雷电流的最大变化率，A/S。
解广润老师曾在1980年就著文［2］指岀独立避雷针电磁感应效应的危害性。
在此摘要引用他举岀的两个雷电事故事例：（1）苏州娄门变电所多年来运行良好。
避雷针的原理与应用
生活中的物理——避雷针的原理和应用避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物等避免雷击的装置。
在高大建筑物顶端安装一个金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电逐渐中和，从而不会引发事故。
按照所要保护的建筑物的大小，避雷针有各种各样的规格。
现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。
富兰克林认为闪电是一种放电现象。
为了证明这一点，他在1752年7月的一个雷雨天，冒着被雷击的危险，将一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中，在金属线末端拴了一串银钥匙。
当雷电发生时，富兰克林手接近钥匙，钥匙上迸出一串电火花。
手上还有麻木感。
幸亏这次传下来的闪电比较弱，富兰克林没有受伤。
在成功地进行了捕捉雷电的风筝实验之后，富兰克林在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时，他就从两者的类比中作出过这样的推测：既然人工产生的电能被尖端吸收，那么闪电也能被尖端吸收。
他由此设计了风筝实验，而风筝实验的成功反过来又证实了他的推测。
他由此设想，若能在高物上安置一种尖端装置，就有可能把雷电引入地下。
富兰克林把这种避雷装置：把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端，在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开。
然后用一根导线与铁棒底端连接。
再将导线引入地下。
富兰克林把这种避雷装置称为避雷针。
经过试用，果然能起避雷的作用。
避雷针的发明是早期电学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果，促进了人类和自然的谐相处。
避雷针的作用常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。
防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。
以避雷针作为接闪器的防雷电原理是：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。
避雷针的原理与分布论文
避雷针的原理与分布论文课题组长谈文超其他组员薛华星胡博文李宏溢黄光润郑兆聪李骁研究背景每天都望见建筑物上端有一些高高竖立起的金属状物体,出于好奇,便提出此课题.研究目的与意义研究的目的在于让更多的人了解到避雷针的原理与其分布,纠正人们的思维误区,并引导人的思维根据此原理适当地选择方法进行避雷.研究方法文献法.研究形式小组讨论,查阅资料.活动步骤1.查找相关资料,尽量找出与课题可能相关的内容,初步确定与之相关的理论依据,进行实地观察,对比资料.2.对资料进行分析,讨论,理解,并据此进行适当的延伸和加深,得出较完整的结论.3.做结题报告.研究结论避雷针的原理并不是人们普遍认为的”避雷”,而是在于把雷电吸引到避雷针的尖端上,再通过金属导电把电传入大地,即”引雷” ,以达到保护人免受雷击的危险.当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出现与云层相反的电荷.通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和空气中的电荷.达到避免雷击的目的.避雷针分布在雷云密集的地区,常伴有雷雨.男性的受击机会会大于女性,是由于男性分泌的雄性激素过多.避雷针做成蒲公英花的形状可增强避雷针的效果.研究收获体会知道了人们的定性思维中有很多误区,等着我们去发现和纠正,科学是没有止境的,新时代科学的大门等着我们用创新的双手去推开.研究中出现的新问题如何能提高避雷针的作用以及降低成本.可否利用避雷针的原理用于收集雷电以供人的生活用电.感谢人员/指导老师汪亚玲附录1．避雷针的发明时间和发明人？1744～1750年富兰克林进行的关于一系列实验，例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷电只不过是一种大气火花放电现象的秘密。
1749年富兰克林创议：接地的高耸的尖形铁棒可以用来保护建筑物，并设计了避雷针的实验。
到18世纪末，避雷针获得公认，被普遍采用。
2．避雷针由哪几部分组成的？避雷针由接闪器、引下线和接地体组成。
接闪器是指直接截受雷击的避雷针的针头、避雷线、避雷带、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和技术构件。
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避雷针的原理与分布论文
课题组长谈文超
其他组员薛华星胡博文李宏溢黄光润郑兆聪李骁
研究背景
每天都望见建筑物上端有一些高高竖立起的金属状物体,出于好奇,便提出此课题.
研究目的与意义
研究的目的在于让更多的人了解到避雷针的原理与其分布,纠正人们的思维误区,并引导人的思维根据此原理适当地选择方法进行避雷.
研究方法文献法.
研究形式小组讨论,查阅资料.
活动步骤
1.查找相关资料,尽量找出与课题可能相关的内容,初步确定与之相关的理论依据,进行实地
观察,对比资料.
2.对资料进行分析,讨论,理解,并据此进行适当的延伸和加深,得出较完整的结论.
3.做结题报告.
研究结论
避雷针的原理并不是人们普遍认为的”避雷”,而是在于把雷电吸引到避雷针的尖端上,再通过金属导电把电传入大地,即”引雷” ,以达到保护人免受雷击的危险.
当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出现与云层相反的电荷.通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和空气中的电荷.达到避免雷击的目的.
避雷针分布在雷云密集的地区,常伴有雷雨.
男性的受击机会会大于女性,是由于男性分泌的雄性激素过多.
避雷针做成蒲公英花的形状可增强避雷针的效果.
研究收获体会
知道了人们的定性思维中有很多误区,等着我们去发现和纠正,科学是没有止境的,新时代科学的大门等着我们用创新的双手去推开.
研究中出现的新问题
如何能提高避雷针的作用以及降低成本.
可否利用避雷针的原理用于收集雷电以供人的生活用电.
感谢人员/指导老师汪亚玲
附录
1．避雷针的发明时间和发明人？
1744～1750年富兰克林进行的关于一系列实验，例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷电只不过是一种大气火花放电现象的秘密。
1749年富兰克林创议：接地的高耸的尖形铁棒可以用来保护建筑物，并设计了避雷针的实验。
到18世纪末，避雷针获得公认，被普遍采用。
2．避雷针由哪几部分组成的？
避雷针由接闪器、引下线和接地体组成。
接闪器是指直接截受雷击的避雷针的针头、避雷线、避雷带、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和技术构件。
引下线是指连接接闪器与接地体的金属导体。
接地体是指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。
3．避雷针的保护原理是什么？
当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。
避雷针冠以“避雷”二字，仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。
4．为什么避雷针要高于被保护物体？
虽然避雷针的高度比较高，但在雷云与大地之间这个高达几公里，方圆几十公里的大电场内的影响却很限的。
雷云在高空随机漂移，先导放电的开始阶段随机地向任意方向发展，不受地面物体的影响，如图所示。
当先导放电向地面发展到某一高度H以后，才会在一定范围内受到避雷针的影响，对避雷针放电。
H称为定向高度，与避雷针的高度h有关。
根据模拟试验，当h≤30m时，H≈20h；当h＞30m时，H≈600m。
5．什么是避雷针的保护范围？
避雷针的保护范围是指被保护物体在此空间范围内不致遭受雷击。
6．在避雷针保护范围内的被保护物体是否绝对安全？
避雷针保护范围的计算方法是根据雷电冲击小电流下的模拟试验研究确定的，并以多年运行经验做了校验。
保护范围是按保护概率99、9%（即屏蔽失效率或绕击0、1%）确定的。
也就是说，保护范围不是绝对保险的，而是相对于某一保护概率而言。
7．建筑物安装防雷装置后是否就万无一失了？
从经济观点出发，要达到万无一失将十分浪费，因此《建筑物防雷设计规范》及其它设计规
范和标准都指出“减少”，以表示不是万无一失。
按照国家和国际标准进行设计的防雷装置的防雷安全度不是100%。
8．“避雷针越高保护范围越大。
”这种说法对不对？
不对。
用避雷针保护一个面积较大的被保护对象，并不是一味的增加避雷针的高度就能成比例的增大避雷针的保护范围。
保护范围若按照45度角折线法进行计算，避雷针的高度影响系数P：当避雷针太高时保护半径不与避雷针高度成正比增大。
若采用滚球法估算避雷针的保护范围，用这种计算方法，得不出“避雷针越高保护范围越大”的结论。
所以，对于面积较大的被保护对象，可以采用多支避雷针联合保护或与避雷带相结合的方法。
9．避雷针的保护范围怎样确定的？
按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94），用滚球法进行确定。
10．普通避雷针发展至今，出现了哪些新的问题？
普通避雷针发展之初，雷电的防护完全是建筑师的事，主要是避免建筑物遭到雷击和对人身安全的防护；20世纪初，雷电对电力系统的越来越大，在建筑防雷的基础上，电力系统开始研究雷电的危害，至今雷电的研究始终是电力系统重要的课题；80年代后，随着通信系统和计算机系统的迅猛发展，避雷针落雷，雷电流在入地过程中对周围线路的感应和对建筑物内的微电子设备的产生相当大的危害。
关于这个问题，可以依照被保护对象的不同设计相应的防雷设施。
12．限流避雷针的针体结构是怎样的？
限流避雷针分为金属接闪部分、导电硅橡胶高分子材料组成的限流部分和基座。
13．限流避雷针导电硅橡胶高分子材料组成的限流部分为什么做成伞盘形状？
在考虑限流避雷针的效果时，重要的问题是沿电阻体表面的闪络，如果一旦发生闪络，就不能期望得到限流电阻的限流效果。
因此，必须要有耐闪络性高的形状，同时应有适当的电阻值。
限流避雷针的伞盘形状主要是利用屏障的原理，增大爬电距离，防止闪络，使限流避雷针能很好地限流。
14．限流避雷针的工作原理是什么？
起电后的雷云和大地之间相当于一个充了电的电容器，在雷云对大地放电时，即在电容器放电回路中串入电阻后可以降低电容器放电时的电流，这是众所公认的。
限流避雷针就是利用串入阻抗的特性来实现雷击避雷针后限流的。
如图所示，其一，由于电阻的电压降U1=Rir，如果回击（迎面先导）和上行先导通道在电阻顶部的击穿电压U＞，这里U2为同一点的静电电位，回击（迎面先导）的产生和上行先导的传播可以受到限制；其二，即使上行先导抵达雷云，由于放电电流受到限制，也不会产生瞬间中和全部雷云电荷的强烈放电。
先导向其它雷云的进一步发展也同样会受到电阻的限制。
因此被限制了的雷电流将以较长的时间流过限流避雷针。
15．限流避雷针的特点是什么？
①阻止高层建筑雷电上行先导的产生；
②具有普通避雷针的引雷作用并将雷电流导入大地的特点；
③限制急剧上升的雷击电流，有效的降低雷电流幅值和陡度，减少雷电感应引起的二次效应；
④雷电通流能力强；
⑤具有自身恢复功能，寿命长；
⑥可配备雷电计数器；
⑦抗风能力强，可抗45m/s的风力；
⑧安装方便，免维护。
16．限流避雷针符合哪些标准？
IEC024(1992)、IEC1312-1（1996）、GB50057-94、YD5067-98
17．与普通避雷针相比，使用限流避雷针是否可放宽接地电阻？
直击雷过电压主要决定于雷电流陡度和雷电流通道的阻抗，它的大小可按下式来计算：U="IR"+L （式中：I—雷电流幅值kA；i—随时间变化的雷电流kA；R—接地电阻Ω；L—雷电流通道的电感H）。
由于普通避雷针和其它防雷厂家的避雷针（如法国依利达、易地雷等）都不具备限流功能，一旦落雷会产生很高的电位，造成强烈的二次效应，如果再放宽接地电阻的阻值，电位将会更高，造成的二次效应将会更加强烈，所以对于普通避雷针来说，放宽接地电阻值，只会抬高雷击后的电位；而使用限流避雷针，可以适当的放宽接地电阻值至30Ω，由于限流避雷针能够限制雷电流幅值I和使陡度衰减，不会抬高电位，雷击的二次效应不会有明显危害。
→摘录电子设计技术China
→上文摘自广东防雷网。