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避雷针放电原理


避雷针放电原理
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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。


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