Lịch sử ra đời cột thu lôi (cột thu lôi), những phát minh đầu tiên về chống sét
Lần đầu tiên đề cập đến sét trong lịch sử
Ngọn lửa mà con người lần đầu tiên được giới thiệu có lẽ là ngọn lửa phát sinh từ tia chớp trong gỗ hoặc cỏ khô. Do đó, theo truyền thuyết, "ngọn lửa đến từ bầu trời." Ngay cả những quốc gia cổ đại nhất cũng tôn thờ sét, sau đó là người Hy Lạp cổ đại, Trung Quốc, Ai Cập, Slav.
Có một câu chuyện thần thoại Hy Lạp cổ đại về người khổng lồ Prometheus, người đã đánh cắp lửa từ các vị thần và trao nó cho con người.
Một truyền thuyết trong Kinh thánh được nhà tiên tri Ê-li kể lại có liên quan đến sét: trước mặt Vua A-háp và các thầy tế lễ của thần Ba-anh trên Núi Cạt-mên "ngọn lửa của Chúa giáng xuống và đốt cháy của lễ thiêu, cây cối, đá và đất", sau đó một cơn gió mạnh nổi lên và một cơn bão sấm sét nổ ra.
Ở Trung Quốc từ thời nhà Hán (206 trước Công nguyên - 220 sau Công nguyên), một bức phù điêu mô tả thần sấm sét đã được bảo tồn.
Sấm sét mạnh mẽ và những tia chớp chói mắt đã gây ra nỗi sợ hãi cho mọi người từ thời cổ đại.Trong một thời gian dài, con người không thể giải thích được hiện tượng bí ẩn và đáng sợ này của tự nhiên, nhưng anh ta đã cố gắng bảo vệ mình khỏi nó.
Theo biên niên sử của người Ai Cập cổ đại, người ta biết rằng hàng nghìn năm trước, họ đã dựng lên để bảo vệ các ngôi đền khỏi sét (để đón "lửa trời") các giá đỡ bằng kim loại có đỉnh mạ vàng và cột buồm cao bằng gỗ có đính các dải đồng, mặc dù không có ai. anh ta không có chút ý tưởng nào về bản chất của điện.
Đây là những cột thu lôi đầu tiên trong lịch sử. Chúng tạo ra sự phóng điện mạnh hướng lên trên và do đó cung cấp đường đi an toàn cho sét hạ cánh. Rõ ràng, kiến thức của người Ai Cập cổ đại dựa trên kinh nghiệm mà sau đó bị mọi người lãng quên.
Cột thu lôi của Benjamin Franklin
Benjamin Franklin (1706 - 1790) - một nhân vật nổi tiếng của Mỹ, được biết đến trong lĩnh vực ngoại giao, báo chí và khoa học, là một trong những người đầu tiên phát minh ra cột thu lôi.
Năm 1749, ông đề xuất rằng các cột kim loại cao được nối đất—cột thu lôi—được dựng lên gần các tòa nhà tránh sét. Franklin đã lầm tưởng rằng cột thu lôi sẽ "hút" điện ra khỏi các đám mây. Ngay từ năm 1747, ông đã viết về tính chất này của các điểm kim loại.
Ông nổi tiếng không chỉ ở nhiều thành phố châu Âu, mà còn ở Philadelphia. Kiến thức này là kết quả của nhiều thí nghiệm với điện kể từ khi chiếc bình Leyden được mở vào năm 1745.
Ý tưởng của Franklin về cột thu lôi đã được nêu trong một bức thư từ Philadelphia, ngày 29 tháng 8 năm 1750, gửi cho P. Collinson. Franklin đã viết về hai loại cột thu lôi—một cột thu lôi nhọn, hình que đơn giản có nối đất và một thiết bị xuôi dòng được "chia thành nhiều điểm hơn". Thông tin về loại cột thu lôi đã trở nên phổ biến.
Ngày 9 tháng 9 năm 1752Trên tờ Pennsylvania Gazette, Franklin đã công bố một báo cáo ngắn gọn rằng một số nhà quý tộc ở Paris đã đặt các cột kim loại trên mái nhà của họ để bảo vệ họ khỏi sét.
Vào ngày 1 tháng 10 năm 1752, Franklin viết thư cho Collinson rằng chính ông đã lắp đặt hai cột thu lôi trên các tòa nhà công cộng ở Philadelphia.
Có khả năng vào thời điểm này, anh ta đã lắp đặt một thiết bị thí nghiệm nối đất trong nhà để nghiên cứu điện khí quyển, thiết bị này có thể đóng vai trò khách quan như một cột thu lôi.
Khi Benjamin Franklin phát minh ra cột thu lôi (thường được gọi là cột thu lôi), nhiều người không tin rằng con người có thể cản trở sự quan phòng của Chúa hay không? Nhưng Franklin sẽ chứng minh điều đó, bởi vì bản thân anh ta không bao giờ tìm kiếm những cách dễ dàng, và tia chớp (theo giả định của anh ta) chỉ quan sát.
Như bạn đã biết, ở Philadelphia, Franklin đã xuất bản bài báo của mình, vì vậy thường có giông bão dữ dội, và ở đâu có giông bão, ở đó có sấm chớp, và ở đâu có sấm sét, ở đó có hỏa hoạn. Và Franklin thỉnh thoảng phải đăng trên tờ báo của mình về những trang trại bị cháy cùng với những tin tức khác, và ông phát ngán với công việc kinh doanh này.
Thời trẻ, Franklin thích nghiên cứu vật lý nên ông hoàn toàn chắc chắn về nguồn gốc điện của sét. Biết Benjamin và thực tế là tính dẫn điện của sắt cao hơn nhiều so với ngói. Vì vậy, theo lý thuyết tìm đường dễ dàng mà Benjamin biết rất rõ, điện tích khí quyển thà đâm vào cột kim loại hơn là nóc nhà. Tất cả những gì còn lại là thuyết phục những cư dân hoài nghi của Philadelphia và tia chớp.
Một lần, vào một trong những ngày nhiều mây năm 1752, Benjamin Franklin đi ra đường, trên tay ông không phải là một chiếc ô mà là một con diều.
Trước sự kinh ngạc của khán giả, Franklin làm ẩm sợi dây bằng nước muối, buộc đầu dây vào một chiếc chìa khóa kim loại và thả con diều lên bầu trời giông bão.
Con rắn đã được hiểu và gần như biến mất khỏi tầm nhìn, thì đột nhiên một tia chớp lóe lên và một tiếng rắc đinh tai nhức óc, đồng thời một quả cầu lửa lăn xuống sợi dây, chiếc chìa khóa trên tay Franklin bắt đầu phát ra tia lửa. Người ta đã chứng minh rằng sét có thể được thuần hóa.
Franklin, sử dụng ảnh hưởng của mình trong giới khoa học, bắt đầu quảng bá rộng rãi cột thu lôi của mình. Chẳng mấy chốc, một cột kim loại dài được đào xuống đất bên cạnh ngôi nhà đã trở nên phổ biến. Đầu tiên là ở Philadelphia, sau đó là khắp nước Mỹ và sau đó là ở châu Âu. Nhưng có những người chống lại và đặt cột không phải bên ngoài mà bên trong ngôi nhà, nhưng vì những lý do rõ ràng, họ ngày càng ít đi.
Cột thu lôi MV Lomonosov
M. V. Lomonosov (1711 - 1765) - nhà tự nhiên học, nhà triết học, nhà thơ vĩ đại người Nga, thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học St. Petersburg, người sáng lập Đại học Moscow, đã phát minh ra cột thu lôi độc lập với B. Franklin.
Năm 1753, trong bài luận "Từ ngữ về các hiện tượng trên không có nguồn gốc điện", ông đã bày tỏ quan điểm đúng đắn về hoạt động của cột thu lôi và việc phóng cột thu lôi xuống đất với sự trợ giúp của nó, phù hợp với quan điểm hiện đại . Ông đã nghiên cứu hiện tượng giông bão trong điều kiện tự nhiên của St. Petersburg cùng với Viện sĩ G. V. Richman, vì mục đích này, ông đã thiết kế một số thiết bị.
Vào ngày 26 tháng 7 năm 1753, khi đang tiến hành thí nghiệm với điện khí quyển, Viện sĩ Richman đã bị sét đánh chết.
Cùng năm đó, Lomonosov đề xuất rằng các cột thu lôi được dựng lên dưới dạng các thanh sắt nhọn cao để bảo vệ các tòa nhà khỏi sét, đầu dưới của chúng sẽ đi sâu vào lòng đất.Các cột thu lôi đầu tiên bắt đầu được lắp đặt ở nhiều thành phố khác nhau của Nga theo khuyến nghị của ông.
Sét đánh vào tháp Eiffel vào đầu thế kỷ 20 - được cho là bức ảnh chụp tia sét đầu tiên trong lịch sử
Các loại cột thu lôi đầu tiên
Cho đến ngày nay, một cột thu lôi được sử dụng để bảo vệ chống sét. Động lực cho việc xây dựng cột thu lôi hàng loạt là thảm họa ở thành phố Brescia của Ý, nơi vào năm 1769, sét đánh vào một nhà kho quân sự. Vụ nổ đã phá hủy 1/6 thành phố, khiến khoảng 3.000 người thiệt mạng.
Cột thu lôi Franklin ban đầu nó bao gồm một thanh nhọn, duy nhất được gắn trên gờ của mái nhà và một nhánh đất được kéo dọc theo bề mặt của mái nhà, ở giữa mái nhà (hiện nay chỉ thỉnh thoảng được sử dụng).
Cột thu lôi Gay-Lussac bao gồm một số bẫy và ổ cắm được kết nối với nhau, chủ yếu ở các góc của tòa nhà.
Cột thu lôi Findeisen- bẫy cao không được sử dụng trong thiết kế này. Tất cả các vật kim loại lớn hơn trên mái nhà đều được nối với nhau.Đây hiện là phương pháp chống sét được khuyên dùng nhất cho các tòa nhà thông thường.
Cột thu lôi buồng (buồng Faraday) tạo thành một mạng lưới dây trên đối tượng được bảo vệ.
cột thu lôi (còn gọi là dọc) là một cột được lắp đặt gần đối tượng được bảo vệ, nhưng không được kết nối với nó.
cột thu lôi phóng xạ— sử dụng muối phóng xạ trong bẫy, góp phần làm ion hóa khí quyển và ở một mức độ nào đó làm tăng hiệu quả của cột thu lôi. Cột thu lôi phóng xạ được chế tạo theo nguyên tắc "hình nón" ion hóa, điện trở của nó nhỏ hơn so với không khí xung quanh. Một cột thu lôi như vậy bảo vệ một khu vực trong bán kính 500 m khỏi sét. Một vài cột thu lôi như vậy là đủ để bảo vệ cả một thành phố.
khoảnh khắc quan trọng
Hiện tại, các cột thu lôi được lắp đặt ở những điểm cao nhất có thể để rút ngắn đường đi của sét và bảo vệ không gian lớn nhất.
Các cột thu lôi hiện đại được đặc trưng bởi thiết kế hiệu quả, đơn giản và hợp lý hơn so với các cột thu lôi thế hệ cũ.
Ba bộ phận chính của một cột thu lôi là: dây chống sét, dây dẫn và đất. Hầu hết các cột thu lôi hiện đại chỉ khác nhau về thiết kế của phần trên cùng, tức là. Các đầu nối và nối đất cho tất cả các loại cột thu lôi đều giống nhau và áp dụng các yêu cầu giống nhau cho chúng.
Biện pháp bảo vệ đáng tin cậy chống lại các tia sét có tính hủy diệt là cột thu lôi có kỹ thuật tốt, được lắp đặt bởi chuyên gia và theo đúng thứ tự.
Ở tình trạng tốt, cột thu lôi đảm bảo mức độ bảo vệ cao nhất mà công nghệ hiện đại có thể cung cấp, trong những trường hợp ngoại lệ — sét có thông số cao cũng có thể làm hỏng các tòa nhà được bảo vệ.
Khi lắp đặt cột thu lôi, bạn nên cân nhắc những điều sau: sét đánh không chỉ ở những tòa nhà cao tầng mà cả những tòa nhà thấp. Phóng điện nhánh có thể tấn công nhiều tòa nhà cùng một lúc.
Một cột thu lôi được thiết kế kém hoặc bị hư hỏng còn nguy hiểm hơn là không có gì cả.
Bạn có biết cái này không?