ประวัติความเป็นมาของการสร้างสายล่อฟ้า (สายล่อฟ้า) สิ่งประดิษฐ์แรกของการป้องกันฟ้าผ่า
การกล่าวถึงฟ้าผ่าครั้งแรกในประวัติศาสตร์
ไฟที่มนุษย์ถือกำเนิดขึ้นครั้งแรกนั้นน่าจะเป็นไฟที่เกิดจาก ฟ้าผ่า ในดงไม้หรือหญ้าแห้ง. ดังนั้นตามตำนานกล่าวว่า "ไฟมาจากท้องฟ้า" แม้แต่ประเทศที่เก่าแก่ที่สุดก็ยังนับถือสายฟ้า จากนั้นชาวกรีกโบราณ, จีน, ชาวอียิปต์, ชาวสลาฟ
มีตำนานกรีกโบราณเกี่ยวกับไททัน Prometheus ผู้ซึ่งขโมยไฟจากเทพเจ้าและมอบให้กับมนุษย์
ตำนานในพระคัมภีร์ที่เล่าโดยผู้เผยพระวจนะเอลียาห์เกี่ยวข้องกับฟ้าผ่า: ต่อหน้ากษัตริย์อาหับและปุโรหิตของพระเจ้าบาอัลบนภูเขาคาร์เมล "ไฟของพระเจ้าตกลงมาและเผาเครื่องเผาบูชา ต้นไม้ หิน และดิน" หลังจากนั้น เกิดลมแรงและเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง
ในประเทศจีนตั้งแต่สมัยฮั่น (206 ปีก่อนคริสตกาล - 220 ปีก่อนคริสต์ศักราช) ภาพนูนต่ำที่แสดงเทพเจ้าแห่งฟ้าร้องได้รับการเก็บรักษาไว้
ฟ้าร้องที่ทรงพลังและฟ้าแลบทำให้ผู้คนหวาดกลัวมาตั้งแต่สมัยโบราณเป็นเวลานานแล้วที่มนุษย์ไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ลึกลับและน่ากลัวของธรรมชาติได้ แต่เขาพยายามปกป้องตัวเองจากมัน
เป็นที่ทราบกันดีจากพงศาวดารของชาวอียิปต์โบราณว่าเมื่อหลายพันปีก่อนพวกเขาสร้างขึ้นเพื่อป้องกันวัดจากฟ้าผ่า (เพื่อจับ "ไฟจากสวรรค์") โลหะรองรับด้วยยอดปิดทองและเสาไม้สูงประดับด้วยแถบทองแดง แม้ว่าจะไม่มีใคร เขาไม่มีความคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของไฟฟ้าเลยแม้แต่น้อย
นี่คือสายล่อฟ้าเส้นแรกในประวัติศาสตร์ พวกเขาสร้างการปลดปล่อยที่แข็งแกร่งขึ้นและเป็นเส้นทางที่ปลอดภัยสำหรับฟ้าผ่าลงสู่พื้นดิน เห็นได้ชัดว่าความรู้ของชาวอียิปต์โบราณนั้นมาจากประสบการณ์ที่ผู้คนลืมไปในภายหลัง
สายล่อฟ้า โดย เบนจามิน แฟรงคลิน
เบนจามิน แฟรงคลิน (1706 - 1790) - บุคคลที่มีชื่อเสียงชาวอเมริกันซึ่งเป็นที่รู้จักในสาขาการทูต วารสารศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ เป็นหนึ่งในผู้ประดิษฐ์สายล่อฟ้าคนแรก
ในปี ค.ศ. 1749 เขาเสนอให้สร้างเสากระโดงเรือโลหะสูงซึ่งก็คือสายล่อฟ้าใกล้กับอาคารจากฟ้าผ่า แฟรงคลินคิดผิดว่าสายล่อฟ้าจะ "ดูด" ไฟฟ้าออกจากก้อนเมฆ ในปี 1747 เขาเขียนเกี่ยวกับคุณสมบัติของจุดโลหะนี้
เขามีชื่อเสียงไม่เพียง แต่ในเมืองในยุโรปหลายแห่ง แต่ยังรวมถึงในฟิลาเดลเฟียด้วย ความรู้นี้เป็นผลจากการทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้าหลายครั้งตั้งแต่การเปิดโถ Leyden ในปี 1745
ความคิดของแฟรงคลินเกี่ยวกับสายล่อฟ้าระบุไว้ในจดหมายจากฟิลาเดลเฟีย ลงวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2293 ถึงพี. คอลลินสัน แฟรงคลินเขียนถึงสายล่อฟ้าสองประเภท—สายล่อฟ้าปลายแหลมที่มีสายดินเป็นรูปแท่งธรรมดา และอุปกรณ์ปลายน้ำที่ "แบ่งออกเป็นหลายจุด" ข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของสายล่อฟ้าเป็นที่แพร่หลาย
วันที่ 9 กันยายน พ.ศ. 2295ใน Pennsylvania Gazette แฟรงคลินตีพิมพ์รายงานสั้น ๆ ว่าขุนนางชาวปารีสหลายคนได้วางเสาโลหะไว้บนหลังคาเพื่อป้องกันพวกเขาจากฟ้าผ่า
เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2295 แฟรงคลินเขียนจดหมายถึงคอลลินสันว่าตัวเขาเองติดตั้งสายล่อฟ้า 2 เส้นบนอาคารสาธารณะในฟิลาเดลเฟีย
ในเวลานี้มีแนวโน้มว่าเขาได้ติดตั้งอุปกรณ์ทดลองที่มีสายดินในบ้านของเขาเพื่อศึกษาไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศ ซึ่งอาจใช้เป็นสายล่อฟ้าได้
เมื่อเบนจามิน แฟรงคลินประดิษฐ์สายล่อฟ้า (มักเรียกว่าสายล่อฟ้า) หลายคนไม่เชื่อ เป็นไปได้ไหมที่คนๆ หนึ่งจะขัดขวางการจัดเตรียมของพระเจ้า? แต่แฟรงคลินกำลังจะพิสูจน์เพราะเขาเองไม่เคยมองหาวิธีที่ง่าย ๆ และสายฟ้าก็เฝ้าดู (ตามสมมติฐานของเขา)
ดังที่คุณทราบ ในฟิลาเดลเฟีย แฟรงคลินตีพิมพ์บทความของเขา ดังนั้นจึงมักมีพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง และที่ใดมีพายุฝนฟ้าคะนอง ที่นั่นมีฟ้าแลบ และที่ใดมีฟ้าแลบ ที่นั่นมีไฟ และแฟรงคลินต้องตีพิมพ์ในหนังสือพิมพ์เป็นครั้งคราวเกี่ยวกับทุ่งที่ถูกไฟไหม้พร้อมกับข่าวอื่น ๆ และเขาก็เบื่อกับธุรกิจนี้
ในวัยหนุ่ม แฟรงคลินชอบเรียนวิชาฟิสิกส์ ดังนั้นเขาจึงแน่ใจอย่างยิ่งถึงแหล่งกำเนิดไฟฟ้าของฟ้าผ่า รู้เบนจามินและข้อเท็จจริงที่ว่าเหล็กมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่ากระเบื้องมาก ดังนั้น ตามทฤษฎีการหาวิธีง่ายๆ ซึ่งเบนจามินรู้ดี ประจุในบรรยากาศค่อนข้างจะกระทบเสาโลหะมากกว่าหลังคาบ้าน สิ่งที่เหลืออยู่ก็คือการโน้มน้าวใจชาวเมืองฟิลาเดลเฟียและฟ้าผ่า
ครั้งหนึ่งในวันที่มีเมฆมากในปี 1752 เบนจามิน แฟรงคลินออกไปที่ถนน ในมือของเขาไม่ใช่ร่ม แต่เป็นว่าว
ต่อหน้าผู้ชมที่ประหลาดใจ แฟรงคลินชุบน้ำเกลือที่เชือก มัดปลายเชือกกับกุญแจโลหะ และปล่อยว่าวขึ้นสู่ท้องฟ้าที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง
เข้าใจงูและเกือบจะมองไม่เห็น เมื่อจู่ๆ ก็มีแสงวาบและเสียงแตกดังสนั่น และในขณะเดียวกันก็มีลูกไฟกลิ้งลงมาตามเชือก กุญแจในมือของแฟรงคลินก็เริ่มมีประกายไฟออกมา ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถทำให้เชื่องสายฟ้าได้
แฟรงคลินใช้อิทธิพลในแวดวงวิทยาศาสตร์เริ่มส่งเสริมสายล่อฟ้าของเขาอย่างกว้างขวาง ในไม่ช้าเสาโลหะยาวที่ขุดลงไปในดินข้างบ้านก็กลายเป็นเรื่องธรรมดา ครั้งแรกในฟิลาเดลเฟีย จากนั้นจึงทั่วอเมริกา และต่อมาในยุโรปเท่านั้น แต่ก็มีพวกที่ต่อต้านและวางเสาไว้ไม่ใช่นอกบ้านแต่ในบ้าน แต่ด้วยเหตุผลที่เห็นได้ชัดคือเสาเริ่มน้อยลงเรื่อยๆ
สายล่อฟ้า MV Lomonosov
M. V. Lomonosov (1711 - 1765) - นักธรรมชาติวิทยา, นักปรัชญา, กวีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่, สมาชิกของ St. Petersburg Academy of Sciences, ผู้ก่อตั้งมหาวิทยาลัยมอสโก, คิดค้นสายล่อฟ้าโดยไม่ขึ้นกับ B. Franklin
ในปี ค.ศ. 1753 ในบทความของเขา "คำเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางอากาศของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า" เขาได้แสดงความคิดที่ถูกต้องเกี่ยวกับการกระทำของสายล่อฟ้าและการปล่อยสายล่อฟ้าด้วยความช่วยเหลือลงสู่พื้นซึ่งสอดคล้องกับมุมมองสมัยใหม่ . เขาศึกษาปรากฏการณ์พายุฝนฟ้าคะนองในสภาพธรรมชาติของเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กร่วมกับนักวิชาการ G. V. Richman เพื่อจุดประสงค์นี้เขาได้ออกแบบอุปกรณ์หลายอย่าง
เมื่อวันที่ 26 กรกฎาคม ค.ศ. 1753 ขณะทำการทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้าในบรรยากาศ นักวิชาการ Richman ถูกฟ้าผ่าเสียชีวิต
ในปีเดียวกัน Lomonosov เสนอให้สร้างสายล่อฟ้าในรูปแบบของแท่งเหล็กแหลมสูงเพื่อป้องกันอาคารจากฟ้าผ่า ปลายล่างจะลึกลงไปในดินสายล่อฟ้าสายแรกเริ่มติดตั้งในเมืองต่างๆ ของรัสเซีย ตามคำแนะนำของเขา
ฟ้าผ่าที่หอไอเฟลในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นภาพถ่ายฟ้าผ่าภาพแรกในประวัติศาสตร์
ประเภทของสายล่อฟ้าแบบแรก
จนถึงทุกวันนี้สายล่อฟ้าถูกใช้เพื่อป้องกันฟ้าผ่า แรงผลักดันในการสร้างสายล่อฟ้าจำนวนมากคือภัยพิบัติในเมืองเบรสชาของอิตาลี ซึ่งในปี 1769 เกิดฟ้าผ่าที่โกดังของทหาร การระเบิดทำลายหนึ่งในหกของเมือง คร่าชีวิตผู้คนไปประมาณ 3,000 คน
สายล่อฟ้าแฟรงคลิน เดิมทีประกอบด้วยไม้แหลมอันเดียวที่ติดอยู่บนสันหลังคา และกิ่งก้านที่ลากไปตามพื้นผิวของหลังคาตรงกลาง (ปัจจุบันใช้เป็นครั้งคราวเท่านั้น)
สายล่อฟ้าเกย์-ลูสแซก ประกอบด้วยกับดักและทางออกที่เชื่อมต่อกันหลายจุด ส่วนใหญ่อยู่ที่มุมอาคาร
สายล่อฟ้า Findeisen— การออกแบบนี้ไม่ได้ใช้กับดักสูง วัตถุโลหะขนาดใหญ่ทั้งหมดบนหลังคาเชื่อมต่อกับทางเลี้ยว ปัจจุบัน วิธีนี้เป็นวิธีที่แนะนำมากที่สุดในการป้องกันฟ้าผ่าสำหรับอาคารทั่วไป
สายล่อฟ้า Chamber (ห้องฟาราเดย์) สร้างเครือข่ายสายไฟเหนือวัตถุที่ได้รับการป้องกัน
เสาสายล่อฟ้า (เรียกอีกอย่างว่าแนวตั้ง) เป็นเสาที่ติดตั้งใกล้กับวัตถุที่ได้รับการป้องกัน แต่ไม่ได้เชื่อมต่อกับมัน
สายล่อฟ้ากัมมันตภาพรังสี— ใช้เกลือกัมมันตภาพรังสีในกับดัก มีส่วนทำให้ชั้นบรรยากาศแตกตัวเป็นไอออนและเพิ่มประสิทธิภาพของสายล่อฟ้าในระดับหนึ่ง สายล่อฟ้ากัมมันตภาพรังสีถูกสร้างขึ้นบนหลักการของ "กรวย" ไอออนไนซ์ซึ่งมีความต้านทานน้อยกว่าอากาศโดยรอบ สายล่อฟ้าดังกล่าวปกป้องพื้นที่ภายในรัศมี 500 ม. จากฟ้าผ่า สายล่อฟ้าเพียงไม่กี่เส้นก็เพียงพอที่จะปกป้องเมืองทั้งเมืองได้
ช่วงเวลาสำคัญ
ปัจจุบัน มีการติดตั้งสายล่อฟ้าในจุดที่สูงที่สุดเพื่อลดเส้นทางฟ้าผ่าและปกป้องพื้นที่ที่ใหญ่ที่สุด
สายล่อฟ้าสมัยใหม่โดดเด่นด้วยการออกแบบที่มีประสิทธิภาพ เรียบง่าย และมีเหตุผลมากกว่าเมื่อเทียบกับสายล่อฟ้ารุ่นเก่า
สามส่วนหลักของสายล่อฟ้าคือ: สายล่อฟ้า ตัวนำ และสายดิน สายล่อฟ้าสมัยใหม่ส่วนใหญ่แตกต่างกันเฉพาะในการออกแบบส่วนบนสุดเท่านั้น เช่น ก๊อกและสายดินสำหรับสายล่อฟ้าทุกประเภทเหมือนกันและใช้ข้อกำหนดเดียวกัน
การป้องกันฟ้าผ่าทำลายล้างที่เชื่อถือได้คือสายล่อฟ้าที่มีเสียงทางเทคนิค ซึ่งติดตั้งโดยผู้เชี่ยวชาญและอยู่ในลำดับที่ถูกต้อง
ในสภาพที่ดี สายล่อฟ้ารับประกันระดับการป้องกันสูงสุดที่เทคโนโลยีสมัยใหม่สามารถให้ได้ ในกรณีพิเศษ ฟ้าผ่าที่มีค่าพารามิเตอร์สูงสามารถทำลายอาคารที่ได้รับการป้องกันได้เช่นกัน
เมื่อติดตั้งสายล่อฟ้า คุณควรพิจารณาสิ่งต่อไปนี้: ฟ้าผ่า ไม่เพียงแต่อาคารสูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอาคารเตี้ยด้วย การปล่อยสาขาสามารถโจมตีหลายอาคารพร้อมกันได้
สายล่อฟ้าที่ออกแบบมาไม่ดีหรือเสียหายนั้นอันตรายกว่าไม่มีเลย
คุณรู้จักนี่ไหม?