피뢰침 원리가 궁금 합니다. 알려주세요

Question

건물이나 빌딩 옥상에 피뢰침이 놓여 있고 번개가 치면 피뢰침으로 번개가 가는건 정확하게 어떤 과학 원리인지 궁금 합니다. 알려주시면 감사 합니다

Answer 1

안녕하세요.

전기는 저항이 낮은 쪽으로 움직이려는 경향이 있습니다.

번개가 움직이는 길은 지그재그로 내려오죠.

그 곳이 주변 공기보다 상대적으로 저항이 약간 부분입니다.

피뢰침은 금속으로 이뤄져있는데 대부분의 금속은 공기보다 전기저항이 낮습니다.

번개가 이동하기 쉽게 피뢰침을 세워두면 저항이 낮은 피뢰침 쪽으로 번개가 흐릅니다.

다른 예로 번개가 칠 때 나무 밑에 있으면 위험한 이유는 나무가 수분을 머금고 있어 전기저항이 낮기 때문에

번개가 칠 위험이 크기 때문이고

여자보다 상대적으로 근육량이 많은 남자가 더 번개에 맞기 쉽습니다. (근육은 수분을 많이 머금고 있음)

Answer 2

안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.

전기는 단면적이 낮은 곳으로 흐르려는 성질이 있습니다. 단면적이 낮으면 전기적인 저항이 작기 때문입니다. 때문에 건물 높은 곳에 뽀죡한 모양의 피뢰침을 설치해두고 그 피뢰침과는 굵은 구리선을 이용해 구리봉과 연결하여 그 구리봉을 건물의 땅속 깊이 묻어놓으면 번개가 건물을 직집 타격하는 것을 피뢰침이 번개를 흡수하여 땅속으로 내보내는 원리입니다. 땅은 전기적으로 전기 성분이 0이기 때문에 전기의 (-)를 흔히 Ground 라고 부르기도 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

피뢰침은 두 개의 금속을 접촉시켜서 만들어진 작은 전지입니다. 하나의 금속이 다른 하나보다 더 화학적으로 활성적이면, 이 화학적인 반응에 의해 전류가 생성됩니다. 이 때 화학적인 활성도 차이로 인해 전자가 더 활성적인 금속에서 덜 활성적인 금속으로 이동하여 전류가 생성되는 것입니다. 이 원리는 불활성한 금속 쌍에서는 작동하지 않습니다. 피뢰침은 여러 분야에서 사용되며, 예를 들어 레몬 전지, 온도계, 자동차 배터리 등 다양한 용도로 활용됩니다.

추천 부탁드립니다.

Answer 4

천둥 번개가 생기려면 우선 많은 전하가 축적되어야 합니다.

그러기 위해서는 비교적 작은 범위에 전하가 모여야 하므로, 문고리나 모니터 주변 혹은 스웨터처럼 부도체라야만 전하가 이동하지 못하고 축적될 수 있습니다.

그 축적된 전하가 너무 많아 서로의 척력에 의해 흩어지려는 힘이 이를 막으려는 저항보다 크면 마치 홍수에 둑이 무너지듯 전하가 다른 곳으로 한꺼번에 이동합니다.

이것이 정전기 방전인데 규모가 커지면 천둥과 번개가 됩니다.

이를 막기 위해서는 전하가 쌓이지 못하도록 미리 접지를 시켜 놓아야 하는데, 그것이 바로 피뢰침입니다.