Кто изобрел молниеотвод


Кто придумал Молниеотвод - Когда Изобрели?

По статистике, на Земле в среднем ежедневно выпадает до 45 тыс. грозовых дождей, сопровождаемых 8 млн. молний. Несложно подсчитать, что каждую секунду в атмосфере происходит примерно 100 электрических разрядов. Тит Лукреций Кар, поэт и философ I в. до и. а, так описывал это явление в своей поэме «О природе вещей»:

Прежде всего небеса лазурные гром сотрясает

В силу того, что, летая высоко в пространстве эфира,

Тучи сшибаются там под натиском ветров противных...

Однако как формируются грозовые тучи? Почему раскат грома следует за разрядом молнии, а не наоборот? Каким образом молния может вызвать пожар либо убить человека или животное? Ответы на многочисленные вопросы о «небесном огне» люди смогли получить без малого два тысячелетия спустя.

В древние времена люди считали сходящее с небес и сопровождаемое страшным грохотом пламя проявлением божественного гнева. Большинство политеистических религий имели в своем пантеоне специального бога, заведовавшего громом и молниями. Иногда, как в Древней Греции и Риме, эта функция придавалась верховному божеству. Надеясь на милость богов-громовержцев, люди приносили им богатые жертвы и совершали особые ритуалы, но со временем сообразили, что кое-что для своей защиты от молний можно сделать и самим. И хотя сведения о первых защитных сооружениях почерпнуты из легенд, в основе большинства из них лежат, как правило, реальные факты.

Возможно, первые молниеотводы (в разговорной речи прижилось неправильное, но более благозвучное «громоотвод») были изобретены еще в Древнем Египте и использовались для защиты храмов и дворцов. Конечно, грозы в долине Нила явление нечастое, однако есть свидетельства о том, что египетские мореплаватели с этой же целью золотили верхушки самых высоких мачт.

В Средние века от молний пытались защититься по большей части магическими средствами. Считалось, что от небесного огня защищают змеиная кожа, сердолик, лавр, боярышник, омела, гнездо ласточки под стрехой, а император Карл Великий издал закон, предписывающий сажать на крышах зданий растение Iovis barba (молодило). Впрочем, деревянные дома гораздо сильнее защищало соседство высокого каменного здания с металлическим шпилем или церкви с крестом: было замечено, что молнии выбирают самое высокое сооружение. Однако, чтобы научиться по-настоящему давать отпор грозной гостье, надо было иметь представление о ее природе.

Электрические и электромагнитные явления люди наблюдали с древности, недаром само слово «электричество» происходит от греческого elektron «янтарь». Фалес Милетский еще в VI в. до н. э. заметил, что кусок янтаря, натертый шерстяной тканью, начинает притягивать мелкие предметы, а если приблизить к такому наэлектризованному куску янтаря иголку, можно увидеть мелкие искры. Исаак Ньютон в 1716 г. писал об этом явлении: «Искра напомнила мне молнию в малых размерах». В 1745 г. голландский ученый Питер ван Мушенбрук изобрел первый электрический конденсатор, названный по месту изобретения лейденской банкой. Оставалось совсем немного до осознания того, что искра между янтарем и металлом, разряд лейденской банки и молния явления одного порядка.

Идея, как говорится, витала в воздухе, поэтому нет ничего удивительного, что опыты с атмосферным электричеством проводились параллельно в разных странах разными учеными. Между 1721 и 1745 гг. в российском городе Невьянске по инициативе промышленника Акинфия Демидова была построена 57-метровая башня, к металлическому шпилю которой было подведено заземление. К сожалению, имя зодчего Невьянской башни осталось неизвестным. Французские ученые Жак Рома и Тома Франсуа Далибар независимо друг от друга в 1752 г. проводили опыты по выяснению электрической природы молнии с использованием воздушных змеев (металлическое острие змея с помощью проволоки соединялось с конденсатором).

Однако изобретателем молниеотвода общепризнанно считается американский ученый и общественный деятель Бенджамин Франклин. Выросший в бедной семье, Франклин по воле судьбы сменил не один вид деятельности. В 1727 г. он открыл в Филадельфии свою типографию и занялся издательской деятельностью, затем основал первую в Америке публичную библиотеку, философское общество, стал главным почтмейстером всех североамериканских колоний, побывал в должности посла и принял участие в создании американской конституции.

Ж. Дюплесси. Бенджамин Франклин. 1778 г.

Физикой Франклин занимался всего в течение семи лет, однако за это время он успел столько, что академии наук многих стран (в том числе и России) сделали его своим почетным членом.

В середине 1740-х годов образованные люди массово проявляли интерес к опытам с электричеством, публичные демонстрации собирали множество зрителей. В 1747 г. Франклин посетил лекцию некоего доктора Спенса, который демонстрировал «электрическую машину». Будущий изобретатель, к тому времени уже имевший средства и досуг для хобби, пришел в такой восторг от изрыгающего треск и искры агрегата, что немедленно купил необходимое оборудование и начал производить подобные опыты.

Франклин обнаружил, что если на заряженном кондукторе электрической машины укрепить металлический прут, то разряд с кондуктора стекает постепенно, без искр и треска. Фактически это были так называемые огни святого Эльма коронные разряды, которые можно наблюдать во время или перед грозой на высоких тонких объектах вроде шпилей или мачт. Если при высоком потенциале электрического поля какой-либо предмет оттягивает на себя часть заряженных частиц, вместо искрового разряда (молнии) возникает коронный, не обжигающий и не вызывающий возгорания. Франклину это было не известно, однако его практичный ум увидел возможности применения этого эффекта. Если молния та же электрическая искра, то почему бы с помощью заостренного металлического шеста не разрядить облака и не отвести опасные заряды в землю?

Опыт с воздушным змеем, сходный с тем, что проводили французские физики, убедил Франклина в электрической природе молнии. Дело было за малым соорудить устройство, которое будет перетягивать заряд из облака на себя, не позволяя сформироваться полноценной молнии. Если же такая задача окажется молниеотводу не по зубам, он примет удар стихии и отведет разряд в землю без ущерба для зданий.

Опыт Франклина с воздушным змеем. Гравюра XIX в.

Огни святого Эльма на мачтах и реях корабля.

В 1752 г. Франклин написал о своих исследованиях в Лондонское королевское научное общество, однако реакция была, мягко говоря, сдержанной. Эти письма Франклин опубликовал в ежегодном «Альманахе бедного Ричарда», издателем которого он был на протяжении многих лет, а затем выпустил отдельной книгой под названием «Опыты и наблюдения над электричеством, проделанные в Филадельфии в Америке Бенджамином Франклином». Книга была переведена на немецкий и французский языки и разошлась по всему свету. По всей Америке и Европе, в том числе и в России, ученые и любители повторяли опыты Франклина, а металлические шесты, во время грозы рассыпающие искры, на время стали самой популярной забавой.

Через год Франклин предложил заострить верхний конец молниеотвода, поскольку заметил, что с острия разряд стекает без искр. Он установил на своем доме изолированный железный шест, соединил его проводником с землей и даже включил в цепь звонок, чтобы молния сама предупреждала хозяина дома о своем появлении. В 1754 г. чешский священник Прокоп Дивиш соорудил в своем саду «машину для погоды». Это был более усовершенствованный молниеотвод, который состоял из более чем 400 заземленных железных шпилей и был высотой около 42 м. Судьба этого сооружения печальна. Дивиш утверждал, что его детище способно менять погоду, и, когда сильные морозы погубили озимые, крестьяне, обвинив в этом священника, разрушили молниеотвод. Однако победное шествие «ловушек для молний» было уже не остановить.

Молниеотвод.

Интерес к изобретению Франклина породил множество оригинальных конструкций, таких как зонт с молниеотводом.

В современном молниеотводе можно выделить три части. Для приема разряда служит молниеприемник В зависимости от характеристик защищаемого объекта он изготовляется в виде металлического штыря, сети из проводящего материала или металлического троса, натянутого над объектом. Провод большого сечения заземляющий проводник, или токоотвод отводит заряд к проводнику, соприкасающемуся с землей, заземлителю. Вокруг молниеотвода находится защитная зона в форме конуса с радиусом основания, приблизительно равным высоте молниеотвода, поэтому молниеприемник должен быть расположен как можно выше.

Если молниеотвод установлен правильно, он способен перехватить около 99% молний. Вероятность того, что разряд попадет внутрь защитной зоны, даже в сельской местности очень мала, а тем более в городе, где внешняя защита дополнена шинами выравнивания потенциалов, которыми соединены с контуром заземления все металлоконструкции здания. Однако если задача спасения от молний людей и зданий в целом решена, перед исследователями природного электричества все равно еще стоит немало вопросов, например защита особо чувствительной электроники и использования грозовой энергии на благо человека.

Молнии над Эйфелевой башней.

Различные виды молниеотводов и их креплений конца XVIII в.

К 1782 г. в Филадельфии было установлено 400 громоотводов. Крыши всех общественных зданий были увенчаны металлическими штырями за исключением гостиницы французского посольства, поскольку Франция громоотвод официально не признавала. Во время сильной грозы 27 марта 1782 г. именно в этот дом ударила молния. Гостиница была частично разрушена, а живший в ней французский офицер убит. После этого случая, имевшего широкий общественный резонанс, громоотводы были установлены уже на всех филадельфийских зданиях.

24.10.2018

altpp.ru

Кто изобрел громоотвод?

Ошибка патера ДивишаГромоотвод, или систему молниезащиты и заземления, изобрели русский академик Ломоносов и президент США Франклин. Так думают многие, и ошибаются.Крестьянский сын Вацлав Дивишек родился в 1698 г. в южной Чехии. Грамоту познавал у приходского священника, потом в школе ордена премонстратов. В 1720 г. Вацлав закономерно дал монашеский обет, поступил под покровительство Святого Норберта, получил новое имя Прокоп Дивиш и был в 1726 рукоположен в сан. Совершенствовался в теологии и философии в монастыре, постигая законы божии и естествознание, преподавал, молился, в 1733 защитил диссертацию на степень доктора теологии. В 1737 получил назначение приходским священником в село Пржиметице, где и провёл почти 30 лет в служении богу и занятиях вполне земных, в единении неоднонаправленных идеологий религии и науки.Управление приходским хозяйством побудило патера Дивиша построить здесь несколько водопроводов.Обратив внимание, как звуки органа воздействуют на человека, его душевное и духовное состояние, решил создать нечто столь же мощное, но доступное в любой сельской церкви. Сделанный им «Denis d’or» – Золотой Дионис, или Золотой Дивиш – имитировал голоса музыкальных инструментов и даже человека, и возбуждал восторг и благоговение слушателей на концертах и богослужениях. У этого синтезатора было 14 клавиатур и металлические струны. Каков он был технически, неведомо теперь ни науке, ни религии, ибо и Денисдор, и его чертежи исчезли. Известно только, что струны возбуждались, будучи подключенными к источнику электрического заряда.

Электричеством Дивиш увлёкся в 1740-х, поддавшись влиянию модного в обществе увлечения натиранием янтаря шерстью, построил электрофорную машину и экспериментировал с электричеством, накопленным в лейденских банках. В салонах знати демонстрировались тогда любопытные опыты, и однажды некий профессор заряжал предметы, они эффектно рассыпали потоки искр. И вдруг перестали. Оказалось, это Дивиш спрятал в своём парике десятка два острых железных гвоздей и, наклоняя голову к заряженному телу,электричество «вытягивал» на себя. Шутил так.

А всерьёз он, сельский житель, мечтая повысить урожайность, электризовал от лейденских банок горшки со всходами, и они прорастали быстрее. Патер ошибался, решив, что это воздействие электростатического поля – просто для удобства наблюдения он растения выставлял на свет, который и стимулировал рост.Он пытался лечить ревматизм и паралич при помощи электрических разрядов от того же лейденского конденсатора, о чём написал в книге «Волшебство природы». Между делом, электрошоковый эффект подал ему идею электрического забора – подвешенного на изоляторах и подсоединенного к конденсатору провода. Такие ограждения применялись потом во время войн, а в мирное время – в качестве электропастуха. До электрошокера, правда, не додумался – его изобрели только через 200 лет.Вкопал рядом с церковью шпиль, чтобы «вытягивать» из грозовых облаков электричество, накапливать его, и из своих прихожан бесов выгонять этой божественной энергией. Что божественной – Прокоп был уверен – ведь недаром светящиеся пучки и кисточки сначала наблюдали на церкви Святого Эльма, и он их видел в электрически напряжённой предгрозовой атмосфере на башне в своём подворье. Да и сам покровитель ордена премонстратов, одного из наиболее аскетических, стал на Путь как раз благодаря молнии. Как-то Норберт, тогда ещё далеко не святой, ехал на очередную пирушку. Вдруг перед ним ударяет молния, он падает с коня и слышит глас божий: «Отступись от злого и начни делать добро!». Ну, он и начал.Потом Дивиш заметил, что молнии попадают в шпиль – и минуют башню церкви, начал думать, как из облаков превентивно вытягивать электричество, чтобы предотвращать разряды и возникновение грозы вообще. И ведь придумал, вспомнив шутку с гвоздями в парике: собирать его, как в лейденские банки, в металлические коробки с железными опилками, через которые проходили 400 острых металлических шпилек. Молниеприемник этой «метерологической машины» представлял собой горизонтально установленную на столбе высотой 41,5 м железную двенадцатиконечную крестообразную конструкцию с этими коробками на концах. Растяжки к шесту в виде трёх железных цепей служили одновременно токоотводами и, что важно, соединялись с трёхметровыми анкерами, закопанными на 6 метров.Патер задачи защиты зданий от грозы не ставил. Он думал, что машина просто будет разряжать облака и управлять погодой, и ошибся. А в действительности изобрёл первый в мире заземлённый молниеотвод.Это было в 1754 году, вскоре после гибели от молнии соратника Ломоносова – Рихмана.Дивиш предлагал понастроить «машин» и избавиться от страха перед грозовыми пожарами. Чиновники объявили его шарлатаном. Ошибались не только они – французская Академия наук называла громоотводы дикостью и безграмотностью. Пока страшная гроза в Вашингтоне не сожгла дотла единственное здание, где молниезащиты не было – французское посольство.Патер и в книге «Descriptio machinae meteorologicae», и в проповедях, и при дворе убеждал, что его изобретение способно менять погоду. Такой пиар оказался неудачным. В засухе и неурожае 1759 г. крестьяне обвинили «машину», якобы вытянувшую всю влагу из почвы. Они ошибались, но творение патера Дивиша разрушили.В тот год Франклин начал заземлять свои молниеотводы.Прокоп Дивиш был выдающимся ученым-экспериментатором, состоял в переписке с ведущими европейскими физиками. Электрические явления трактовал как борьбу активного, или мужского, и пассивного женского, начал. Под первым подразумевал изоляторы, могущие электризоваться от трения, а под вторым – проводники. И сам боролся - и с косностью общества, и с прихожанами, которые монаха не любили за то, что он их презирал в силу своего несносного характера, и считал недостойными себя.Он ошибался, конечно. Ведь всё, как в электричестве – плюсов без минусов не бывает. Те, другие, ошибались тоже.

Но он построил громоотвод. 

electromontazh.livejournal.com

История изобретения молниеотвода

Сегодня молниеотвод – это продуманная система, состоящая из молниеприемника, токоотвода и заземлителей. Молниеприемник представляет собой длинный штырь из металла, который устанавливается над защищаемым объектом. Токоотвод в виде металлического кабеля соединяет молниеприемник с заземляющим устройством – по нему продвигается разряд молнии. Заземлители находятся в земле и отдают опасный ток в почву.

Громоотводами в обязательном порядке оснащают все строения и жилые дома. У нас вы можете купить громоотвод, который будет надежно защищать вас, вашу семью, дом и имущество в нем.

Кто изобрел молниеотвод

Изобретению молниеотвода, без которого сложно представить нынешнюю жизнь, мы обязаны Бенджамину Франклину. Во время опытов с электрической машиной ученый заметил, что по прикрепленному к кондуктору машины металлическому штырю разряд тока как бы плавно стекает, без треска и искр. Тогда Франклин предположил, что штырь из металла сможет уберечь людей и здания от молнии, ведь молния по сути является электрической искрой.

Первый громоотвод и его распространение

Первый громоотвод появился в 1760 году. Бенджамин Франклин установил его в Филадельфии на доме купца.

Это был длинный заостренный шпиль, на конце которого был позолоченный наконечник, защищающий металл от коррозии. Шпиль был закреплен на крыше, а от него спускалась проволока, заглубленная в почву другим концом.

После этого начался повальная мода на громоотводы. Если первое время их устанавливали лишь на церковные шпили, то вскоре даже женские шляпы и зонты оснащались молниеотводами.

В то же время англичане невзлюбили изобретение американцев и всячески стремились предотвратить распространение громоотводов.

Часть общественности скептически относилась к «улавливателям молнии» – известен случай судебного разбирательства между соседями, один из которых установил на своем участке громоотвод, а другие были категорически против этого. Дело, длившееся аж 4 года, завершилось оправданием соседа с молниеотводом.

Спустя время придумали молниеприемник в виде двух опор и натянутого между ними проводника. Так появился тросовый молниеотвод.

Изобретенный Франклином громоотвод совершенствовался и дорабатывался. Большую лепту в развитие системы молниезащиты внес российский ученый М. В. Ломоносов.

Существующие сегодня громоотводы – это эффективная защита от прямых ударов молнии. Если молниеотвод правильно установлен, он гарантирует 99%-ную защиту.

zinkonteh.by

Молниеотвод - это... Что такое Молниеотвод?

Молниеотвод

Молниеотвод — устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии. В быту также употребляется некорректное, но более благозвучное «громоотвод».

Во время грозы на Земле появляются большие индуцированные заряды и у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Напряжённость поля особенно велика возле острых проводников, и поэтому на конце молниеотвода зажигается коронный разряд. Вследствие этого индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и молнии не происходит. В тех же случаях, когда молния всё же возникает (такие случаи очень редки), она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений[1].

Считается, что молниеотвод был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства о существовании конструкций с молниеотводами и до этой даты (например, Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома)[2].

Описание первого способа защиты от молний появляется в ежегоднике «Альманах Бедного Ричарда». «Способ этот таков, — писал Франклин. — Возьмите тонкий железный стержень (каким, например, пользуются гвоздильщики) длиною достаточною для того, чтобы три-четыре фута одного конца опустить во влажную землю, а шесть-семь другого поднять над самой высокою частью здания. К верхнему концу стержня прикрепите медную проволоку длиной в фут и толщиной с вязальную спицу, заостренную как игла. Стержень можно прикрепить к стене дома бечевой (шнуром). На высоком доме или амбаре можно поставить два стержня, по одному на каждом конце, и соединить их протянутой под коньками крыши проволокой. Дому, защищенному таким устройством, молния не страшна, так как острие будет притягивать ее к себе и отводить по металлическому стержню в землю, и она уже никому не причинит вреда. Точно так же и суда, на верхушке мачты которых будет прикреплено острие с проволокой, спускающейся вниз на палубу, а затем по одному из вантов и обшивке в воду, будут предохранены от молнии»[3].

Состоит из трёх связанных между собой частей:

  • молниеприёмник — служит для приёма разряда молнии и располагается в зоне возможного контакта с каналом молнии; в зависимости от защищаемого объекта может представлять собой металлический штырь, сеть из проводящего материала или металлический трос, натянутый над защищаемым объектом.
  • заземляющий проводник или токоотвод — проводник, служащий для отвода заряда от молниеприёмника к заземлителю; обычно представляет собой провод достаточно большого сечения.
  • заземлитель — проводник или несколько соединённых между собой проводников, находящихся в соприкосновении с грунтом; обычно представляет собой металлическую плиту, заглублённую в грунт.

Элементы молниеотвода соединяются между собой и закрепляются на несущей конструкции. Поскольку вероятность поражения наземного объекта молнией растёт по мере увеличения его высоты, молниеприёмник располагается на возможно большей высоте либо прямо на защищаемом объекте, либо как отдельное сооружение рядом с объектом. Радиус защитного действия молниеотвода определяется его высотой и приближенно рассчитывается по формуле:

R=1,732 x h,

где h — высота от самой высокой точки дома до пика молниеотвода.

Иногда молниеотвод встраивается в декоративные элементы здания или сооружения (флюгеры, навершия колонн и т. д.).

Примечания

  • Молниезащита
  • Грозозащитный трос

biograf.academic.ru


Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>