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第十四讲

建筑物防雷与平安用电措施

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第一节建筑防雷

一、雷电的根本知识

〔1〕雷电的形成

所谓雷电就是雷云之间或雷云对大地

的放电现象。带电云层带负电，大

地为正电，当电场强度足够大的时

候，形成击穿电压，产生放电。

由于放电时的温度高达26000℃，空气

受热急剧膨胀，发生强烈的弧光和

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声音，这就是闪电和雷鸣。

雷声

Ø地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高

空，形成大范围的积雨云，积雨云中水滴受强

烈气流吹袭，大水滴带正电，小水滴带负电。

大水滴形成降雨，小水滴在云层里越积越多，

到达一定强度时，就会把空气击穿，翻开一条

狭窄的通道强行放电。当云层放电时，由于云

中的电流很强，通道上的空气瞬间被烧得灼热，

温度高达6000~20000℃，所以发出耀眼的强光，

这就是闪电，而闪道上的高温会使空气急剧膨

胀，同时也会使水滴汽化膨胀，从而产生冲击

波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。

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雷电的危害

Ø一次雷击或者一次云闪所释放出的能量

大约在300千瓦以上，如果把这些能量全

部利用起来，可供一个普通家庭使用2个

月以上。由于雷电释放的能量相当大，

它所产生的强大电流、灼热的高温、猛

烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电

磁辐射等物理效应给人们带来了多种危

害。

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雷电研究历史

Ø最先“天电〞和“地电〞统一起来的，是

美国富兰克林〔BenjaminFranlin,1706

～1790〕。美国科学家、物理学家、创

造家、政治家、社会活动家。

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Ø他的主要科学工作是在电学方面。对当时许多

混乱的电学知识〔如电的产生、转移、感应、

存储、充放电等〕作了比较系统的清理。第二

项重大奉献是统一了天电和地电，彻底破除了

人们对雷电的恐惧。1749年，他的夫人丽达在

观看莱顿瓶串联实验时，无意碰到莱顿瓶上的

金属杆，被电火花击倒在地，卧病一周，使他

更坚决了探讨雷电实质的决心。他一方面列举

了12条静电火花与雷电火花的相同之处，一方

面通过岗亭实验和风筝实验〔1752年6月〕给予

实验证明。特别是风筝实验的报告轰动了欧洲，

使人们看到电学是一门有广阔前景的科学，避

雷针也成了人类破除迷信征服自然的一项重要

技术成果，推动了电学、电工学的开展

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创造家富兰克林

Ø当然科学只是富兰克林的业余爱好，他

的爱好很多。

Ø作为创造家，他创造了高架取书器、老

年人使用的双焦距眼镜、三轮钟、避雷

钟、新式火炉等。

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政治生涯

Ø作为政治家，他在北美独立战争中起了重大作

用，是美国的创立人之一，参与了起草?独立

宣言?和美国宪法。1776～1785年他出使法国，

他的科学声誉和广博的知识，十分有利于他的

外交使命，在他的努力下，1778年缔结了美法

联盟。1787年中选为制宪会议代表，担任宾夕

法尼亚州最高行政议长。他积极反对压迫和奴

役黑人，积极主张废除黑奴制度。

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参与起草独立宣言