Кто изобрел громоотвод: История изобретения молниеотвода — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Музей истории телефона — История телефона

Кто изобрел молниеотвод

270 лет назад люди научились защищаться от молнии – в июне 1752 года американский ученый Бенджамин Франклин изобрел молниеотвод (или громоотвод, как его иногда называют).

Опыт Франклина в Филадельфии хорошо известен – он запустил в небо воздушного змея во время грозы и добился, чтобы разряд молнии по «заостренному шесту» был отведен прямо в землю, не причинив никому вреда. Тем самым Франклин доказал, что острые металлические предметы, соединенные с землёй, могут снимать электрические заряды с заряженных тел, даже не касаясь их.

Вскоре Франклин предложил ставить на крышах зданий молниеотводы и одним из первых разместил его у себя.

И как же это связано с историей телефона? — Самым непосредственным образом!

Конечно, 270 лет назад никаких телефонов еще не было, но когда электрические телефоны изобрели, на них появились и молниеотводы – ведь безопасность абонента была очень важна, а телефонные провода делали из металла и размещали на крыше, и во время грозы молния могла ударить прямо в крышу дома!

Изобретатель молниеотвода Бенджамин Франклин (1706 – 1790) – один из самых известных американских ученых и политических деятелей.

Портрет Бенджамина Франклина в 1778 году (Жозеф Дюплесси, Париж, ок. 1785 года)

Его научные интересы удивительно разнообразны: Франклин проводил исследования в области электричества, в том числе – атмосферного, оптики (изобрел бифокальные очки), теплотехники (сконструировал эффективную и экономичную печь для обогрева домов), геологии (собрал данные о штормовых ветрах) и картографии (изучил и описал Гольфстрим).

Поразительная работоспособность Франклина нашла отражение в созданной им собственной системе управления временем, или эффективном способе организации времени, тайм-менеджменте.

Очень логично, что именно он — автор афоризма «Время — деньги».

Но гораздо более известен миру Бенджамин Франклин как политический деятель – его портрет более века украшает американскую стодолларовую купюру. И хотя, вопреки распространенному мнению, Франклин никогда не был президентом Соединенных Штатов, его вклад в развитие политической системы США очень велик.

Он по праву считается одним из отцов-основателей независимого американского государства, и среди них – он единственный подписал все три главных государственных документа: Декларацию независимости США, Конституцию США и Версальский мирный договор 1783 года, подтвердивший независимость бывших американских колоний от Великобритании.

Кроме того, Франклин — один из авторов дизайна Большой печати США и основатель Пенсильванского университета, активный борец за отмену рабства в Соединенных Штатах.

Его заслуги как ученого и как политика снискали ему всемирную известность еще при жизни – он был избран членом академий многих стран, в том числе – первым американцем, почетным членом Российской Санкт-Петербургской Академии наук (1789 год).

На могиле Бенджамина Франклина в Филадельфии можно прочесть: «Он вырвал у неба молнию…».

Картина «Бенджамин Франклин получает заряд электрического тока с небес», художник Бенджамин Уэст (1738-1820)

Молниеотводы на старинных телефонах располагались зачастую на самых видных местах и органично вписывались в их дизайн.

На рубеже XIX-XX веков телефонные аппараты были очень дорогим средством связи, и все их детали оформлялись соответственно.

Посетив наш Музей, вы сможете увидеть молниеотводы различных форм на телефонах из разных стран, в том числе из Швеции, Дании, США.

Ждем Вас в Музее!

Список литературы:

Эволюция мысли в знаменательных датах науки и экспонатах Политехнического музея: КАЛЕНДАРЬ 2017 Политехн.музей; сост. Л. Волкова, В. Туманова; авт. текста Т. Скоренко. – М.2016 , стр.113.
[Электронный ресурс] https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BA%D0%BB%D0%B8%D0%BD,_%D0%91%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B6%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BD
[Электронный ресурс] — Иллюстрация – File:Benjamin West, English (born America) Benjamin Franklin Drawing Electricity from the Sky — Google Art Project.
jpg
[Электронный ресурс] — Иллюстрация – File:Joseph Siffrein Duplessis — Benjamin Franklin — Google Art Project.jpg

Урумян Тамара
экскурсовод, хранитель Музея истории телефона

Кто изобрёл громоотвод?

Репетиторы ❯ Физика ❯ Кто изобрёл громоотвод?

Автор: Оксана Ф., онлайн репетитор по физике

●

25.09.2011

●

Раздел: Физика

По официальным данным, громоотвод был изобретен Бенджамином Франклином, в 1752 году. Это его портрет помещён на стодолларовую купюру с 1928 года. Конечно, не благодаря этому изобретению. Бенджамин Франклин был разносторонним человеком: учёный, дипломат, политический деятель, он считается основателем Соединённых Штатов Америки как независимого государства: его подписи стоят на важнейших документах, которые способствовали этому событию.

Поиском способов отвода молний занимались задолго до Франклина: моряки в Древней Греции устанавливали на вершину мачты меч, к которому привязывали верёвку и опускали её конец в воду.

Бенджамин Франклин предложил конструкцию громоотвода, которая используется до сих пор. Французский физик Жак Рома предлагал в качестве громоотвода использовать бумажного змея с металлической спицей. Но его идея не имела особого успеха.

В начале 18 века русский предприниматель, основатель горнозаводской промышленности на Алтае Акинфий Демидов организовал в центре Невьянска строительство башни высотой около 60 метров. На вершине башни был установлен металлический шпиль с водруженным на нём железным флюгером. К шпилю было проведено заземление. Получается, что этот громоотвод (молниеотвод) был сконструирован за 25 лет до его официального изобретения Бенджамином Франклином.

В США громоотводы получили широкое распространение, а с небольшим опозданием новинку приняли и в соседних странах.

Остались вопросы?

Задайте свой вопрос и получите ответ от профессионального преподавателя.

Задать вопрос

Физика

Курсы физики для студентов нефизических специальностей

Физика

Курсы по физике 10 класс

Информатика и ИКТ

Курс ЕГЭ по информатике

Математика

Курсы по математике 10 класс

Математика

Курсы по алгебре 7 класс

Английский язык

Курсы по бизнес английскому

Высшая математика

Высшая математика для студентов технических специальностей

Громоотвод Франклина | The Franklin Institute

Что бы вы подумали, если бы увидели человека, который верхом на лошади гонится за громом и грозой? Вы, наверное, задаетесь вопросом, что же он пытался сделать. Что ж, если вы жили в 1700-х годах и знали Бенджамина Франклина, это как раз то, что вы могли увидеть во время ужасного шторма. Бен был очарован бурями; он любил их изучать. Если бы он был жив сегодня, мы, вероятно, могли бы добавить «охотник за штормом» к его длинному списку титулов.

Именно в Бостоне, штат Массачусетс, в 1746 году Франклин впервые наткнулся на электрические эксперименты других ученых. Он быстро превратил свой дом в небольшую лабораторию, используя машины, сделанные из предметов, которые он нашел в доме. Во время одного эксперимента Бен случайно ударил себя током. В одном из своих писем он описал шок как

«…общий удар по всему моему телу с головы до ног, который казался как внутри, так и снаружи; после чего первое, что я заметил, была сильная быстрая дрожь моего тела…» (Он также чувствовал онемение рук и задней части шеи, которое постепенно проходило.)

Лето 1747 года Франклин провел серию новаторских экспериментов с электричеством. Он записал все свои результаты и идеи для будущих экспериментов в письмах Питеру Коллинсону, коллеге-ученому и другу в Лондоне, который был заинтересован в публикации его работы. К июлю Бен использовал термины «положительный» и «отрицательный» (плюс и минус) для описания электричества вместо ранее использовавшихся слов «стекловидный» и «смолистый». Франклин описал концепцию электрической батареи в письме Коллинсону весной 1749 года., но он не был уверен, как это может быть полезно. Позже в том же году он объяснил то, что, по его мнению, было сходством между электричеством и молнией, например, цвет света, его кривое направление, потрескивающий шум и другие вещи. Были и другие ученые, верившие, что молния — это электричество, но Франклин был полон решимости найти способ доказать это.

К 1750 году, помимо желания доказать, что молния — это электричество, Франклин начал думать о защите людей, зданий и других сооружений от молнии. Это переросло в его идею громоотвода. Франклин описал железный стержень длиной около 8 или 10 футов, заостренный на конце. Он писал: «Я думаю, что электрический огонь бесшумно вырывается из облака, прежде чем он сможет подойти достаточно близко, чтобы ударить…» Два года спустя Франклин решил провести свой собственный эксперимент с молнией. Удивительно, но он никогда не писал писем о легендарном эксперименте с воздушным змеем; кто-то другой написал единственный отчет через 15 лет после того, как это произошло.

В июне 1752 года Франклин находился в Филадельфии, ожидая завершения шпиля на вершине Крайст-Черч для своего эксперимента (шпиль должен был действовать как «громоотвод»). Он потерял терпение и решил, что воздушный змей точно так же сможет приблизиться к грозовым облакам. Бену нужно было выяснить, что он будет использовать для привлечения электрического заряда; он выбрал металлический ключ и прикрепил его к воздушному змею. Затем он привязал веревку воздушного змея к изолирующей шелковой ленте на костяшках пальцев. Несмотря на то, что это был очень опасный эксперимент (вы можете увидеть, как выглядит наш громоотвод в верхней части страницы после удара), некоторые люди считают, что Бен не пострадал, потому что он не проводил свой тест в худшее время. часть бури. При первых признаках того, что ключ получает электрический заряд из воздуха, Франклин понял, что молния — это форма электричества. Его 21-летний сын Уильям был единственным свидетелем этого события.

За два года до эксперимента с воздушным змеем и ключом Бен заметил, что острая железная игла отводит электричество от заряженной металлической сферы. Сначала он предположил, что молнию можно предотвратить, используя приподнятый железный стержень, соединенный с землей, чтобы снять статическое электричество с облака. Франклин сформулировал эти мысли, размышляя о полезности громоотвода:

«Не может ли знание об этой силе точек быть полезным человечеству для защиты домов, церквей, кораблей и т. д. от удара молнии с помощью указывая нам закрепить на самых высоких частях этих зданий вертикальные железные стержни, сделанные острыми, как игла … Не могли бы эти заостренные стержни, вероятно, бесшумно вытянуть электрический огонь из облака, прежде чем он подойдет достаточно близко, чтобы ударить, и тем самым защити нас от этой самой внезапной и ужасной беды!»

Франклин начал выступать за громоотводы с острыми концами. Его английские коллеги предпочитали громоотводы с тупыми наконечниками, полагая, что острые притягивают молнии и повышают риск ударов; они думали, что тупые стержни менее подвержены ударам. Король Георг III снабдил свой дворец тупым громоотводом. Когда пришло время оснастить здания колоний громоотводами, это решение стало политическим заявлением. Излюбленный заостренный громоотвод выражал поддержку теорий Франклина о защите общественных зданий и неприятие теорий, поддерживаемых королем. Англичане думали, что это еще один способ неповиновения процветающих колоний.

Вскоре можно было найти громоотводы Франклина, защищающие многие здания и дома. Громоотвод, установленный на куполе Государственного дома в Мэриленде, был самым большим громоотводом «Франклина», когда-либо прикрепленным к общественному или частному зданию при жизни Бена. Он был построен в соответствии с его рекомендациями и имел только один зарегистрированный случай повреждения молнией. Остроконечный громоотвод, размещенный на Государственном доме и других зданиях, стал символом изобретательности и независимости молодой, процветающей нации, а также ума и изобретательности Бенджамина Франклина.

Громоотвод: не слишком шокирующее изобретение

Питер Хархольдт

Верхняя часть громоотвода , разработанный Бенджамином Франклином. Этот экземпляр из коллекции Франклинианы в Институте Франклина в Филадельфии. Предоставлено сайтом, посвященным трехсотлетию Бенджамина Франклина.

Молния — это сила, с которой нужно считаться. Он может ударить со скоростью, равной одной трети скорости света, и при температуре, превышающей 50 000 градусов по Фаренгейту. Мы все видели красивые вспышки света и слышали рев ударных волн грома, но большинство людей не имеют личного опыта в отношении ущерба, который молния может нанести зданиям, кораблям и многим другим сооружениям, не говоря уже о травмах и смертях, которые она может вызвать. людям. За это мы можем поблагодарить гениальное изобретение Бенджамина Франклина — громоотвод.

На протяжении веков молния была загадкой, которую часто считали действием Бога. Многие философы и ученые середины восемнадцатого века подозревали, хотя и не могли доказать, что молния — это электричество. Теперь мы знаем, что молния возникает, когда в облаках накапливается избыточный электрический заряд. Когда заряд станет достаточно большим, его можно выпустить, спрыгнув с облаков на землю внезапным выстрелом. Когда были проведены эксперименты по «вытягиванию искр» из молнии, наконец было доказано, что грозовые облака электризуются, а молния представляет собой электрический разряд.

Первый эксперимент был проведен по указанию ученого Томаса-Франсуа Далибара, который перевел некоторые книги Франклина с английского на французский. 10 мая 1752 года в деревне Марли-ла-Виль близ Парижа они установили высокий железный стержень, изолированный от земли винными бутылками, и сумели извлечь искры из молнии.

В знаменитом эксперименте с воздушным змеем в Филадельфии Бенджамину Франклину удалось извлечь искры из грозовых туч. Считается, что эксперимент Франклина действительно состоялся 15 июня 1752 года — после эксперимента в Марли-ла-Виль, но до того, как он получил известие об его успехе. Филип Дрей обсуждает спорность эксперимента Франклина в своей книге 9.0040 Похищение Божьего грома: громоотвод Бенджамина Франклина и изобретение Америки . Он утверждает, что Франклин был очень скрытен в отношении плана и проведения экспериментов, и единственным очевидцем был его сын Уильям, который никогда не делал никаких заявлений по этому поводу. В результате нет конкретных доказательств того, что эксперимент действительно имел место; однако это обычно считается правдой. Тайна, окружающая эксперимент с воздушным змеем, делает его одной из самых любимых историй в Америке.

Карриер и Айвз, Библиотека Конгресса

Американская легенда гласит, что Франклин открыл электричество в знаменитом эксперименте с воздушным змеем. Эта версия изображена самыми известными литографами XIX века Карриером и Айвзом.

В описании Дреем эксперимента с воздушным змеем «Франклин нес с собой воздушного змея, которого он сделал из шелка и кедра. К вершине вертикальной палки он прикрепил остроконечную проволоку, которая возвышалась на фут или более над деревом. Шпагат, ведущий вниз от воздушного змея, был привязан к шелковой ленте, а на шелковой ленте висел ключ. Было важно, чтобы Франклин и Уильям стояли в помещении, потому что шелковая лента должна оставаться сухой… Лента должна была быть сухой, чтобы действовать как электрический изолятор. Без шелка, изолирующего ключ от земли, любой электрический ток проходил бы прямо в землю, а не собирался бы в ключе. Франклин сообщил, что видел, как отдельные нити конопли стояли дыбом во время ожидания, и поднес костяшки пальцев к ключу, получив легкий удар. Как только начался дождь и намочил струну, искры начали «испаряться от ключа к руке Франклина».

Доказав, что молния действительно является электричеством, и зная, что для ее притяжения можно использовать железный стержень, Франклин установил первый громоотвод на крыше собственного дома, чтобы продолжить испытания. В своей книге «Эксперименты и наблюдения за электричеством», он утверждает, что «железный стержень, помещенный снаружи здания, от самой высокой части вниз во влажную землю… будет принимать молнию своим верхним концом, притягивая ее таким образом». чтобы предотвратить его удар по любой другой части; и, предоставив ему хорошую транспортировку в землю, предотвратит повреждение какой-либо части здания». Эта книга, изданная в Лондоне в 1751 году, была переведена и распространена по всей Европе, оказав огромное влияние на мир науки. Осенью 1752 г. он опубликовал отрывок в газете 1753 г. Альманах Бедного Ричарда с подробным описанием того, как можно защитить свой дом или судно от молнии:

Как защитить дома и т. д. от МОЛНИЯ.
Богу было угодно в Его благости к человечеству, наконец, открыть им средства защиты их жилищ и других построек от вреда, причиняемого громом и молнией. Метод таков: возьмите небольшой железный стержень (он может быть сделан из стержневого железа, используемого гвоздезабивателями), но такой длины, чтобы один конец находился во влажной земле на три или четыре фута, а другой — на шесть или шесть. восемь футов над самой высокой частью здания. К верхнему концу стержня прикрепите примерно фут латунной проволоки размером с обычную вязальную спицу, заточенную до острого острия; Жезл можно прикрепить к корпусу несколькими небольшими скобами. Если дом или амбар длинные, на каждом конце может быть стержень и наконечник, а вдоль хребта от одного до другого может быть промежуточная проволока. Дом, обставленный таким образом, не будет поврежден молнией, она притягивается точками и проходит через металл в землю, не повреждая ничего. Суда также, имеющие остроконечный стержень, закрепленный на вершине их мачт, с проволокой от основания стержня, идущей вниз, вокруг одного из кожухов, к воде, не будут повреждены молнией.

«Современный Прометей», всемирно известный немецкий философ Иммануил Кант по имени Бенджамин Франклин, как записано в книге историка Х.В. Книга Брэндса Первый американец: жизнь и времена Бенджамина Франклина . В греческой мифологии Прометей был известен как разумный, гуманный Бог, принесший огонь с небес на землю на благо человечества, что, безусловно, отражает вклад Франклина в обеспечение безопасности «небесного огня».

Библиотека Конгресса

Эксперимент с воздушным змеем и полученный из него громоотвод сделали Франклина всемирно известным. Эта японская версия истории называется «Фуранкурин то каминари но дзу».

Франклин так и не запатентовал свое изобретение. Дрей рассказывает, что Франклин «верил, что продукты человеческого воображения не принадлежат ни одному человеку и должны быть общими для всех». Хотя Франклин воздерживался от патентования по моральным соображениям, получить патент в колониальной Америке было непросто. Поскольку не существовало стандартного национального процесса патентования, приходилось получать отдельный патент от каждой отдельной колонии.

Хотя сегодня широко признано, что громоотводы эффективно уменьшают повреждение конструкций, ведутся споры о том, как именно они должны работать и какая форма лучше. Франклин считал, что наилучшей формой является острый заостренный стержень. Похоже, он считал, что, хотя громоотвод действует как канал для молнии, он также может помочь предотвратить удар молнии, оттягивая часть заряда от облаков к земле. По его собственным словам, «заостренный стержень либо предотвращает удар от облака, либо, если удар был нанесен, проводит его на землю с безопасностью к зданию».

Поскольку эксперименты продолжались и развивались, теперь считается, что заостренный стержень не предотвращает удар. К. Б. Мур, Г. Д. Олич и Уильям Рисон пришли к выводу в Journal of Applied Meteorology , что «никогда не было представлено никаких достоверных доказательств, демонстрирующих, что громоотводы разряжают грозовые облака или что они предотвращают возникновение ударов внутри грозовых облаков». Принято считать, что заостренный стержень на самом деле притягивает молнию, вызывая повышенный заряд в окружающем воздухе. В этом аспекте жезл Франклина успешно создал точку контакта для удара молнии, а также безопасный путь для ее достижения земли.

Служба национальных парков

Франклин установил громоотвод в своем собственном доме на Хай-стрит, 141 (ныне Маркет-стрит) в надежде побудить других сделать то же самое. Это сработало.

Споры о том, какая форма стержня наиболее эффективна, продолжаются и сегодня. Поскольку громоотвод используется исключительно в качестве приемника молнии, были проведены исследования, чтобы проверить, будет ли стержень с круглым наконечником лучше остроконечного. Чарльз Б. Мур из Ленгмюровской лаборатории атмосферных исследований Горно-технологического института Нью-Мексико провел полевые исследования, чтобы сравнить эффективность заостренных и закругленных стержней. Заостренные и закругленные стержни были размещены в полевых условиях, где различные размеры обоих типов «соревновались» за удары молнии. По круглым стержням ударили тринадцать раз, а по заостренным стержням ударов не было. Это согласовывалось с результатами лабораторных испытаний, и группа, работавшая над проектом, пришла к выводу, что для привлечения ударов молнии лучше использовать круглый стержень. Однако споры все еще продолжаются, поскольку некоторые люди все еще считают, что заостренный стержень лучше.

С момента изобретения Франклина люди пытались улучшить громоотвод. Никола Тесла, известный изобретатель и внес огромный вклад в электротехнику, в 1916 году подал патент № 1266175 на громоотвод. В этом патенте он подробно описал стержень странной формы, состоящий из множества металлических стержней, расходящихся наружу от центрального стержня. Он утверждал, что форма предназначена для эффективного перехвата ударов молнии, не вызывая заряда окружающей среды, что может привлекать больше молний, создавая опасность.

Теодор Хоридчак, Библиотека Конгресса

Монумент Вашингтона изображен здесь с громоотводом в стиле Франклина.

Сегодня у нас есть тонкие электрические системы, которых не было во времена Франклина. Молниеотводы помогают предотвратить возгорание и повреждение конструкций, но не предотвращают «вторичные последствия» поражения молнией, включая повреждение компьютеров и другого электрооборудования. В результате люди разработали другие методы молниезащиты. Устройства защиты от перенапряжения могут уменьшить повреждение электрических систем, сводя на нет скачки напряжения, вызванные ударом молнии. «Детекторы молнии», как следует из названия, могут обнаруживать риск удара молнии, что позволяет пользователю предпринимать такие действия, как отключение устаревшего электрического оборудования.

Пока продолжаются исследования, никто не спорит о важности и необходимости молниезащиты. По оценкам Национального института молниезащиты, «ежегодно в США молния вызывает более 26 000 пожаров с ущербом имуществу, превышающим 5-6 миллиардов долларов». Невозможно представить, какими были бы эти цифры без систем молниезащиты и предотвращения. В то время как более совершенные системы предотвращения молнии продолжают развиваться, их корни можно проследить до Бенджамина Франклина и его изобретения.

Источники:

Brands, HW Первый американец: жизнь и времена Бенджамина Франклина . Нью-Йорк: Doubleday, 2000.
Дрей, Филип. Похищение Божьего грома: громоотвод Бенджамина Франклина и изобретение Америки . Нью-Йорк: Рэндом Хаус, 2005.
Финк, Мика. «Дикая планета: смертоносное небо — как формируется молния». ПБС . 17 марта 2010 г. .
Франклин, Бенджамин. «О молнии и методе (используемом в настоящее время в Америке) защиты зданий и людей от ее пагубного воздействия». Эксперименты и наблюдения за электричеством, сделанные в Филадельфии в Америке . 4-е изд. Лондон: напечатано для Дэвида Генри и продано Фрэнсисом Ньюбери, 1769 г. 479–85. Franklinpapers.org . Американское философское общество, Йельский университет, Гуманитарный институт Паккарда. 18 марта 2010 г.
«Основы молниезащиты – Национальный институт молниезащиты». Национальный институт молниезащиты (NLSI).