피뢰침은 어떻게 번개를 흡수하는지요?

Question

고층건물이나 교회십자가 옆에 피뢰침이 설치되어 있어 번개가 치면 피뢰침으로 유입이 되어 다른 것에는 피해를 주지 않는다는데 피뢰침은 어떻게 번개 에너지를 흡수하고 해소시키는지요?

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.피뢰침(Peak Current Lightning Rod)은 번개를 땅으로 안전하게 흡수하는 장치로서, 지하케이블을 통해 지하에 설치된 접지망에 번개 에너지를 바로 분산시켜서 지하로 전달합니다.

번개가 하늘에서 지면으로 내려오면, 먼저 가장 높은 물체에 닿게 됩니다. 이 때, 높은 물체에 적재된 전하가 지면과의 차이 전압으로 인해 방전이 발생하며, 이것이 번개의 첫 번째 발화로 불립니다.

피뢰침은 높은 물체로서 번개를 먼저 맞아 받아 번개 에너지를 지하케이블을 통해 지하의 접지망으로 안전하게 전달함으로써, 건물이나 인명에 대한 피해를 최소화하는 역할을 합니다.

피뢰침은 일반적으로 높은 지점에 설치되며, 그 구조는 길이가 긴 금속 기둥으로 이루어져 있습니다. 이 기둥은 번개 에너지가 집중되는 지점으로, 끝 부분에는 뾰족한 금속 부품이 달려 있어 번개를 흡수합니다. 피뢰침의 뾰족한 부분은 전하의 집중을 최대화하며, 흡수되는 번개 에너지를 지하케이블을 통해 지하로 안전하게 전달합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

피뢰침은 번개를 흡수하는 것이 아니라 번개가 빠르게 통과하도록 하는 역할을 합니다. 번개는 대기에서 발생하며, 대기는 일종의 저항체입니다. 이러한 대기의 저항을 극복하려면, 번개는 대기를 뚫고 내부로 침투해야 합니다. 이때 피뢰침이 있으면, 피뢰침을 따라 번개가 지면까지 빠르게 내려가게 되어 지상의 건물이나 인간에게 더 적은 피해를 줄 수 있습니다.

즉, 피뢰침은 대기 내의 전하를 지면으로 유도시키는 역할을 하며, 이를 통해 번개가 지상으로 빠르게 이동할 수 있도록 합니다. 피뢰침은 일반적으로 금속 재질로 만들어지며, 전기를 잘 전도하는 특성을 가지고 있어 대기 내의 전하를 흡수하고, 지하의 대지로 전달합니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

피뢰침은 번개가 높은 곳에 먼저 떨어지며 그 전류를 흐르게 할 수 있다는 것을 알아내고 만들어진 것입니다.

피뢰침에 번개가 떨어지면 피뢰침과 연결된 선에 의해 지상으로 전기가 분산되어 건물에 가는 피해가 줄어드는 원리입니다.

즉, 피뢰침 끝에는 전선을 통해 지상까지 연결되어 있어 전선을 타고 번개 에너지가 이동되어 땅으로 에너지가 분산되게 만드는 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

피뢰침은 번개 에너지를 지면으로 안전하게 전달하고 해소시키는 역할을 합니다. 피뢰침은 일반적으로 금속으로 만들어지며, 높은 전도성을 가지기 때문에 전기를 흡수하고 전기장으로부터 차단하여 번개 에너지가 더 이상 건물이나 다른 물체로 전달되지 않도록 합니다.

피뢰침이 설치된 건물은 전기적으로 땅에 안전하게 연결되어 있습니다. 이를 통해 번개 에너지는 지하에 있는 대지로 안전하게 전달되며, 이를 통해 에너지는 분산되어 지구로 흡수됩니다.

또한, 피뢰침은 건물의 가장 높은 지점에 설치되어 있으므로, 번개가 건물의 다른 부분이나 다른 물체에 직접적으로 충돌하지 않도록 방지할 수 있습니다. 이를 통해 건물과 그 안에 있는 사람들은 번개로부터 상대적으로 안전하게 보호됩니다.

Answer 5

번개가 구조물에 닿으면 우선적으로 피뢰침이 번개를 맞게 되고, 피뢰침과 연결된 금속선에 의해지면에 있는 접지선으로 전하를 흘려보내게 된다.

Answer 6

번개 막대는 전류가 따라갈 수 있는 최소한의 저항 경로를 제공함으로써 낙뢰로부터 건물 및 기타 구조물을 보호하도록 설계되었습니다. 피뢰침이 설치된 구조물에 낙뢰가 떨어지면 피뢰침이 전기요금을 가로채 안전하게 지상으로 유도합니다.

일반적인 피뢰침은 건물의 측면과지면으로 이어지는 전도성 케이블 또는 와이어에 연결된 금속 막대 또는 막대로 구성됩니다. 막대는 일반적으로 구리 또는 알루미늄으로 만들어 지는데, 이는 이러한 금속이 전기의 좋은 도체이기 때문입니다.

번개가 구조물에 접근하면 대기 중의 전하가 피뢰침에서 반대 전하를 유도하여 번개를 끌어 당깁니다. 번개가 막대를 치면 전기 요금이 도체 아래로 이동하여 안전하게 분산됩니다.

피뢰침의 효과는 막대의 높이, 보호하고 있는 구조물의 크기 및지면의 전도도를 비롯한 여러 요소에 따라 달라집니다. 피뢰침 시스템의 적절한 설치 및 유지 보수 또한 그 효과를 보장하는 데 필수적입니다.

전반적으로 피뢰침은 번개가 따라갈 수 있는 저 저항 경로를 제공함으로써 구조의 손상을 방지하고 화재 또는 감전의 위험을 줄임으로써 작동합니다

Answer 7

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

피뢰침은 일반적으로 금속으로 만들어져 있으며, 지붕의 꼭대기나 기둥 등 높은 곳에 설치됩니다. 번개가 피뢰침 근처를 지나갈 때, 피뢰침은 금속 소재로 인해 전기적으로 민감한 지점이 되어 전기장이 생성됩니다. 이 때, 피뢰침 근처에 있는 공기도 전기장에 의해 이온화되고, 전하를 중심으로 방전이 일어납니다. 이 방전에 의해 공기 분자들이 분해되어 자유전자와 이온들이 생성되고, 이에 따라 번개의 전하가 피뢰침을 따라 지구로 안전하게 내보내지게 됩니다.