II. Các hiện tượng vật lý
1. Hiện tượng 1: Tại sao phải lắp cột thu lôi trên nhà cao tầng?
- Để bảo vệ các toà nhà khỏi bị sét đánh, trên hầu hết nhiều các công trình kiến trúc cao đều có lắp cột thu lôi. Cột thu lôi được phát minh vào năm 1752 bởi nhà khoa học người Mỹ tên là Franklin. Vậy cột thu lôi tránh sét như thế nào? - Thực ra, cột thu lôi không hề tránh sét mà là lợi dụng vị trí trên cao nhằm thu
sét vào mình rồi truyền xuống đất, đem lại sự an toàn cho các vật khác. Cột thu lôi do ba bộ phận cấu thành là cột thu lôi trực tiếp, dây dẫn xuống dưới và thiết bị tiếp đất. Mỗi bộ phận đều phải có điện trở rất nhỏ, mặt cắt phải đạt tới mức độ nhất định để chịu được dòng điện cực lớn khi sét đánh qua. Cột thu trực tiếp thường là miếng gang trò hoặc ống gang mạ kẽm có đường kín lớn hơn 4cm và
dài khoảng trên 2m, nó phải được lắp đặt trên nóc các toà nhà cao tầng hoặc trên đỉnh ống khói. Dây tiếp đất nối liền cột thu lôi trực tiếp với thiết bị tiếp đất, có thể làm bằng dây sắt mạ kẽm hoặc thanh sắt nhỏ. Thiết bị tiếp đất phải được chôn ở một độ sâu nhất định dưới lòng đất và phải tiếp xúc tốt với mặt đất để dẫn dòng điện khi bị sét đánh. Cũng có thể sử dụng cực tiếp đất tự nhiên như ống nước máy, ống nước thải… để làm thiết bị tiếp đất.
- Ngoài ra, khi chớp có mang dòng điện tiếp cận với các công trình kiến trúc cao tầng hoặc các thiết bị, điện tích mà chúng cảm ứng sẽ men theo đỉnh cột thu lôi và tiếp tục phóng điện ở đầu nhọn để trung hoà với sét. Vì thế mà cột thu lôi có thể tránh được sét.
- Vậy cột thu lôi lắp ở độ cao nào là tốt nhất? Tất nhiên là càng cao càng tốt, lắp càng cao, phạm vi bảo vệ càng lớn. Nhưng cũng không được quá cao, vì nếu lắp cao quá, độ chắc chắn của cột thu lôi sẽ không đảm bảo, khi gặp gió lớn có thể sẽ bị nghiêng hoặc đổ, làm mất tác dụng của cột thu lôi. Vì vậy, trên một số công trình có phạm vi tương đối lớn, người ta thường lắp nhiều cột thu lôi, như vậy sẽ đảm bảo an toàn cho công trình.
- Một điều chúng ta cần đặc biệt lưu ý, vào những ngày trời có sấm sét, người đi đường tuyệt đối không nên trú dưới các gốc cây to. Bởi vì, khi sét phóng điện xuống mặt đất, các cây cao hơn mặt đất sẽ là đường dẫn điện tốt nhất. Nếu trú mưa dưới những gốc cây đó nhiều khả năng sẽ bị sét đánh và điều này rất nguy hiểm đến tính mạng.