避雷针的工作原理是什么（揭秘避雷针：避雷针其实是引雷针？早在中国古代，就有了类似发明）

世界上几乎无时无刻不在发生雷电现象，有数据显示，全球同一时刻几乎发生着2000次左右的雷暴雨。我们都知道，雷电的威力是巨大的，根据科学家的研究，闪电内部的温度高达2800度，大约为太阳表面温度的5倍。

雷电通常发生在不同的云块之间，或者是云的下部与地面物之间，那么如果频繁的闪电如果发生于云地之间，就有很大的可能会形成“落雷”，那么地面上的“凸出物”如建筑物、人类以及动植物就容易受到巨大的危害，为了减轻雷电的破坏，避雷针应运而生。

避雷针其实叫引雷针？

那么大家听避雷针这个名字，可能会觉得它的工作原理是让雷电走开，远离避雷针所在的建筑物，确实这个名字也会给人这样的误解，实际上，避雷针恰恰是要把雷电“引过来”。

为什么这么说呢？我们这就一起去了解下避雷针的工作原理。

在雷雨天气，当高楼上空出现带电云层时，高楼顶部以及避雷针由于高度较高，会被感应上大量的电荷，而由于避雷针的针头是尖的，就更容易感应电荷，就这样，大量的电荷聚集在避雷针上。

那么恰恰也是因为避雷针很尖，所以实际上它所能容纳的电荷是很少的，只能容纳很少电荷的物体上却聚集了大量的电荷，这会发生什么呢？

大家应该都想得到，会发生的情况就是：当云层上电荷较多时，云层和避雷针之间是一个相通的导体，而避雷针又是接地的，在触电的瞬间就能够把云层上的电荷直接泄入大地，从而达到防雷的效果。

由此，我们也不难从避雷针的工作原理中发现：避雷并不是在避雷，恰恰相反，避雷针实则是在引雷、招雷。

因此在国家关于建筑物的相关文件中，已经不用避雷针这一称呼了，不过咱们普通老百姓还是更习惯称呼它为避雷针。

大家会发现，在一些比较高大重要的建筑物上，避雷针往往都不是一个两个，而是多个，那么一根避雷针，能够保护多大的范围呢，建筑师如何来计算一幢楼所需要安装的避雷针数量呢？

其实这是有着专业的方法进行测量的，这个方法叫做滚球法。

一般来说，我们日常生活中所看到的普通建筑物都是方形的，假设有一个巨大的圆形球体，然后让这个球体滚动着去接触建筑物的外表，但凡是它能够接触到的部分都是有可能会遭受到雷电袭击的，那么在这些能够被接触到的部分安装避雷针就完全足够了。

谁发明了避雷针

那么避雷针作为一项伟大的发明，是谁将它创造出来的呢？相信很多朋友们都知道答案，这个人就是富兰克林。

1749年，富兰克林在一次电学实验中，发现带有正电和负电的两个物体尖端在相互接触的瞬间会迸发出耀眼的火光并发出噼啪的爆裂声，这种现象和天上的电商雷鸣很相像，由此他推测：闪电应该也能像人工产生的电一样，被尖端吸收。

为了证实自己的想法，富兰克林进行了一次著名的风筝实验。

他制作了一个特殊的风筝：风筝顶端有一根尖头的顶针，系上一根麻绳，将一根丝带系在麻神的末端，最后再在麻绳与丝带的交界处挂上一把铜钥匙。

终于等到一个雷雨天气，富兰克林和他的儿子威廉带着风筝了来到外面，借着大风的力量，风筝很快地被他们放上了高空。

刹那间，雷电大作，他们拉着风筝躲入到了一个建筑物内，此时，刚好一道闪电掠过了风筝的上方，一阵麻木感一瞬间穿过富兰克林的手，随即他又将一串铜钥匙与风筝线接触，钥匙上立即出现了一串电火花，这说明他的实验成功了。

风筝实验证明了富来克林的猜测，这也表明他正式揭开了雷电之谜。

不久后，富兰克林根据这个实验研制了避雷装置，也就是最早的真正意义上的避雷针。从此之后避雷针相继在世界各地得到广泛的应用，一直到今天，都是建筑物防止雷击的有效保护装置。

中国古代的避雷针

那么富兰克林也是全世界公认的第一个“捕捉到闪电”的人，他在科学上的探索和创造精神令人钦佩。但是大家知道吗？其实早在我国古代，就已经有和避雷针很类似的发明了，或者说，它们就是避雷针。

称得上避雷针的东西应该要满足以下几点要求：①建造它的目的是为了防雷；②它的上部应该是金属制成的尖端状物；③金属尖端又应该以导体和大地相连。中国古代真有这东西吗？可以肯定地说：有！”

唐朝时期，为了防雷，武则天就在五台山的五个“台顶”上建立了铁塔，此事日本僧人圆仁的游记中就有过介绍。

圆仁于唐文宗开成三年（公元838年）来中国探求佛学真谛，写有《入唐求法巡礼行记》，内有开成五年夏上五台山求法的见闻。

他多次提到五台山以前由于有“毒龙”作怪而多雷电（古人并不知道雷电的起源，认为是神龙发威）。他也记载了武则天在山顶龙池附近所建镇龙铁塔的事情：“顶上南有三铁塔，中间一塔四角，高一丈许；其余二塔在南边，高八尺许。塔为武婆天子镇五台所建也。”

唐朝之后，在后来的南宋与金对峙中，金邦的皇帝金章宗每年夏天都要去位于琼华岛上万寿山顶的包括广寒殿在内的太宁宫中避暑，由于夏天多雷雨天气，为了防止宫殿被雷电击中，金章宗就在这里设置了“防雷装置”。

他所立的铁杆，上端的“金葫芦”呈尖端状，而且铁杆又使得“金葫芦”和大地相通，这可不就是地地道道的避雷针吗！

值得注意的是，许多中国古塔，顶上都有铜铁之类铸造成的包括所谓的“金葫芦”在内的尖端朝上的附件。

例如，有一座塔叫作保圣寺塔，建在江苏高淳县固城湖西北，这座塔的历史十分悠久，可以追溯到三国时期。塔总高30多米，塔顶就有4米高的铁制古刹，是由覆钵、相轮、宝葫芦等几部分组成。该塔长期以来虽多次损坏，但是却从未遭受过雷击，看来塔顶铁刹也起到了一定的避雷的作用，是古人安装的防雷装置。

除了“金葫芦”，中式宫殿屋脊上高翘的“鸱吻”（即“鸱尾”），也是古代的避雷装置。