避雷针放电原理

避雷针放电原理

实验目的：

避雷针放电原理

实验原理：

导体的尖端部位比较容易放电，不会储存大量电能。避雷针就是利用尖端放电来避免强烈火花放电的原理制成的。

实验仪器：

实验内容及步骤：

（1）将绝缘支架上的两个金属圆板与起电机的两极相接。在下板上放一个上部呈球状的铜块，调节板距，使球顶距上板1厘米左右。

（2）摇动起电机，当板板间电压超过10千伏时，铜球与上板间形成火花放电。放电后，极板间电压消

失，复又被起电机充电。上述过程重复出现，在球与上板之间形成断续火花放电，可听到噼啪声，并看到跳过的火花。

（3）用带绝缘柄的电工钳将一个顶端呈圆锥状的铜球放在圆板上（为了比较，这个铜块与前述铜块等高）。上述火花放电现象立即停止，但可听到丝丝的电晕放电声。

实验结果讨论：

当避雷针演示仪接通静电高压电源后，绝缘支架上的两个金属板带电，在极板间电压超过1万伏时，由于导体尖端处电荷密度大于金属球处，所以金属尖端附近形成了强电场，在强电场的作用下，空气分子被电离，致使极板和金属尖端之间处于连续的电晕放电状态，即尖端放电现象。而金属球与极板间的电场不能达到火花放电的数值，故金属球不放电。在实际应用中，尖端导体与大地相连接，云层中的电荷通过导体与大地中和，因而避免了人身和物理遭到雷电等静电的伤害。如高层建筑物顶端都安有高于屋顶物体的金属避雷针。