Блискавковідвід.
569. Молниеотвод (або громовідвід, як було прийнято говорити) в будинку моєї бабусі на кілька футів височів над будинком, на кілька футів був закопаний в землю і мав загострений кінець. Чому він був зроблений саме так? Як діє блискавковідвід? З цього приводу чимало сперечаються з тих самих пір, як його винайшов Бенджамін Франклін. Одні стверджують, що громовідвід сприяє поступовому, «тихому» розряду проходить над ним хмари і тим самим запобігає катастрофічний удар блискавки. Інші кажуть, що громовідвід просто безпечно відводить в землю всякий розряд, що відбувається поблизу нього. Висловлювалося чимало суперечливих і помилкових суджень про те, як діє і як повинен бути влаштований блискавковідвід. Перший час після його створення переконливо доводилося, що на кінці стрижня слід прикріплювати металевий або навіть скляну кульку. Стверджувалося також, що внизу блискавковідвід повинен з'єднуватися тільки з верхнім шаром грунту, так як, якщо розряд піде занадто глибоко у вологу землю, можливий вибух. Нещодавно одна з компаній, що виробляють молніеотво-ди, почала встановлювати на їх верхівках радіоактивні джерела. Передбачалося, що таке джерело радіації повинен сприяти іонізації повітря, викликаючи тим самим розряд блискавки на громовідвід і оберігаючи будівлю. Чи справді радіоактивний джерело може виявитися корисним?
відповідь:
Блискавковідвід призначений для того, щоб відводити розряд блискавки в землю. Поблизу вістря громовідводу створюється досить сильне електричне поле, і звідси позитивний розряд може спрямовуватися назустріч лідеру (див. Задачу 561). Як тільки позитивний розряд зустрінеться з лідером, електрони по каналу блискавки йдуть до блискавковідводу і по ньому - в землю. Таким чином, ймовірність попадання блискавки в захищається спорудження зменшується. Однак блискавковідвід не в змозі розрядити проходить над ним хмара настільки, щоб взагалі виключити утворення блискавки: він виробляє розряд занадто повільно. Поміщати джерело радіоактивності на кінці стержня блискавковідводу безглуздо і навіть небезпечно: розряд блискавки може зруйнувати капсулу з радіоактивною речовиною.
Процес нейтралізації заряду хмари завдяки «тихому» розряду з вістря громовідводу відбувається головним чином в тих випадках, коли блискавковідвід знаходиться на такій висоті від поверхні Землі, яка порівнянна з висотою хмари, тобто коли він встановлений на хмарочосах і високих телевежа.
малюнок з сайту apzs.ru
Підраховано, що в атмосфері всієї земної кулі відбувається одночасно близько 1800 гроз. які дають в середньому близько 100 блискавок за кожну секунду. І хоча ймовірність ураження блискавкою якого-небудь окремої людини мізерно мала, проте блискавки завдають чимало шкоди. Досить вказати, що і в даний час близько половини всіх аварій у великих лініях електропередачі викликати блискавки. Тому захист від блискавки являє собою важливу задачу.
І Ломоносов і Франклін не тільки пояснили електричну природу блискавки, але і вказали, як можна побудувати «громовідвід», що захищає будівлі від удару блискавки. Блискавковідвід є довгою вертикальну дріт, верхній кінець якої загострюється і зміцнюється вище найвищої точки захищається будівлі. Нижній кінець дроту добре заземляють, для чого зазвичай його припаюють до металевого листа, а лист закопують в землю на рівні підґрунтових вод. Під час грози на землі з'являються великі індуковані заряди і біля поверхні землі виникає сильне електричне поле. Напруженість поля особливо велика у гострих провідників, і тому на кінці блискавковідвід запалюється коронний розряд. Внаслідок цього індуковані заряди не можуть накопичуватися на будівлі і блискавки не відбувається. У тих же випадках, коли блискавка все ж виникає (а такі випадки дуже рідкісні), вона вдаряє в громовідвід і заряди йдуть в землю, не завдаючи руйнувань.
У деяких випадках коронний розряд з громовідводу буває настільки сильним, що у вістря виникає ясно видиме світіння. Таке світіння іноді з'являється і біля інших загострених предметів, наприклад на кінцях корабельних щогл, гострих вершинах дерев і т. П. Це явище було помічено ще кілька століть тому ( «вогні святого Ельма») і викликало забобонний жах мореплавців, не розуміли істинної його суті.
Слід зазначити, що громовідвід тільки тоді виконує своє призначення, якщо він добре заземлений, так як тільки в цьому випадку індуковані заряди з поверхні землі і будівель можуть стікати в повітря.