【简介:】避雷针的制作原理和工作原理【实验目的】尖端放电原理的应用.【实验原理】带电导体的外表面是等势面,曲率半径小的地方电荷密度大。由于导体尖端的曲率半径极小,因而电荷密度
避雷针的制作原理和工作原理【实验目的】尖端放电原理的应用.【实验原理】带电导体的外表面是等势面,曲率半径小的地方电荷密度大。由于导体尖端的曲率半径极小,因而电荷密度极大,而导体表面外侧邻域内的电场与导体的电荷密度成正比,所以尖端邻域有极强的电场。当电场强到使空气击穿时,就产生了尖端放电,导体上的电荷就不再更多的积累,而是导体上的电荷会不断流失。若在建筑物上安装这种导体尖端,则在雷雨季节可使建筑物上不致积累过多的电荷而遭雷击,装在建筑物顶上防止雷击的导体尖端就是避雷针。【实验操作与现象】1.将绝缘支架上的两个金属圆板与静电高压电源输出端的两极相接。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.开启高压电源,当极板间电压超过10千伏时,铜球与上板间形成火花放电。3.放电后,极板间电压消失,复又被加高压电。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,并看到跳跃的火花。4.用带绝缘柄的电工钳将一个顶端呈圆锥状的铜块放在圆板上(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。这是由于第二个铜块的尖端附近形成的强电场,使空气分子电离,致使极板经常处于连续的电晕放电状态,即所谓尖端放电现象。尖端放电的结果,使极板间的电压不能达到火花放电的数值,因此火花放电停止。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。提前放电避雷针的工作原理提前放电避雷针的工作原理就是产生一个比普通避雷针更加快的上行先导。此描述基于负极性下行放电的情况下,此类放电形式最具有普遍性。