避雷针原理与电容器的关系

避雷针定义

避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。在被保护物顶端安装一根接闪器，用符合规格导线与埋在地下的泄流地网连接起来。避雷针规格必须符合GB标准，每一个防雷类别需要的避雷针高度规格都不一样。

当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。

雷击摧毁建筑的原因

如果高大建筑物上没有安装避雷针，那么在雷雨天气，带电云层和高大建筑物就构成了一个电容器。要使空气电离，需要电场强度达到一定值，根据，带电云层和高大建筑物之间的距离是一定的，那二者之间的电势差就必须大到一定值。高大建筑物的楼顶表面就是电容器的正对面积，与避雷针相比大得多，这电容器的电容也很大，当达到非常大时，才能使云层和建筑物间的电势差达到可是空气电离的程度，电容器才能放电，而此时，云层和楼层间的电场就汇聚了巨大的电场能，这能量瞬间转化成电能，就可能将建筑物损毁。

避雷针与电容器的联系

对于一个带电导体，静电平衡后，电荷都分布在导体的外表面，而越尖锐的地方，电荷就越密，尖端周围的电场越强，从而容易放电。避雷针就是通过此原理制作的，在雷雨天气通过提前放电，从而让建筑物避免受到雷击。

而避雷针与高大建筑物比，其与云层组成的电容器正对面积很小（就是针尖那么大），所以电容器的电容也很小，根据上面的原理，避雷针上积累较少的电荷就能使云层和避雷针间的电势差达到可使空气电离的程度，此时由于电荷量少，所以电场能也小，放电时转化成电能后不会损坏避雷针。同时由于避雷针都是通过粗导线直接接在地面，所以电流流动时也不经过建筑物，所以建筑物时绝对安全的。

在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷。这样，避雷针就聚集了大部分电荷。避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少。而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体。这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的。避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全。

当避雷针截受雷击时，由接闪体接闪，通过雷电波形处理装置，利用外壳与中心接地杆之间有3mm间隙，构成耦合电容，同时外壳通过一个电感线圈接地（中心接地杆）当下行先导接近接闪器时，由于频率极高，电感呈开路状态，电容对高频呈现短路特性，因此耦合电容作用下，接闪器表面电场强度迅速增加，直至触发雪崩过程，从而能在顷刻间将雷电流泄放入地，以至有效的达到防雷害保安全的目的。