Vì sao trên các toà kiến trúc lớn phải lắp cột thu lôi?
Mùa hè thường xảy ra mưa giông, bạn có thể thấy cảnh tượng sấm vang chớp giật. Trên không trung vì sao lại xuất hiện sấm chớp nhỉ? Trên thực tế, đó là không khí giữa các đám mây, hoặc giữa mây với mặt đất bị điện áp cực kì cao đánh xuyên, xảy ra hiện tượng phóng điện dữ dội. Năng lượng của loại phóng điện này rất lớn, điện áp tới vài trăm triệu vôn, dòng điện cao tới vài chục nghìn ampe, nhiệt độ của trung tâm phóng điện cũng đạt vài chục nghìn độ Celsius, uy lực sấm sét rất kinh khủng. Nếu loại phóng điện này xảy ra giữa đám mây và toà kiến trúc to cao thì sẽ làm hư hại toà nhà và gây ra hoả hoạn. Giả sử lúc ấy có người ở ngay tại khu vực phóng điện hoặc ở gần đấy thì sẽ bị sét đánh trúng. Đó là một loại tai hoạ thiên nhiên, người ta thường gọi là sét đánh.
Vì vậy, trên nhiều toà kiến trúc cao to có lắp cột thu lôi hay cột chống sét, tức là cột bảo vệ toà nhà khỏi bị sét đánh. Cột thu lôi được nhà khoa học Mĩ Franklin phát minh ra năm 1752. Nó có tác dụng “chống sét” như thế nào nhỉ?
Cột thu lôi thực ra không hề chống sét, mà là lợi dụng vị trí có lợi chĩa lên trời cao của nó hút lấy sét vào bản thân, chịu bị sét đánh, qua đó bảo vệ các thiết bị khác khỏi bị sét đánh. Cột thu lôi do ba bộ phận: đầu thu sét, dây dẫn và tấm nối đất cấu thành. Các bộ phận của cột thu lôi đều phải có điện trở rất nhỏ, mặt cắt phải đạt một kích thước nhất định để chịu đựng được dòng điện sét lớn lao đi qua. Đầu thu sét, thông thường dùng thép tròn mạ kẽm đường kính lớn hơn 4 cm hoặc ống thép để chế tạo ra, độ dài khoảng 2 m trở lên. Nó phải được lắp vững chắc trên đỉnh toà nhà hoặc trên ống khói. Dây dẫn nối liền đầu thu sét với tấm nối đất, có thể dùng dây thép xoắn mạ kẽm hoặc dây thép bẹt để làm thành. Tấm nối đất phải chôn ở độ sâu nhất định dưới mặt đất và tiếp xúc tốt với đất, dễ dàng truyền dòng điện sét xuống đất sâu. Cũng có thể lợi dụng những vật tiếp đất tự nhiên như đường ống nước máy, ống thoát nước bẩn v.v. để làm tấm nối đất.
Ngoài ra, khi mây giông chứa điện đến gần toà kiến trúc hoặc thiết bị, các điện tích mà chúng ta cảm ứng dọc theo đỉnh đầu của cột thu lôi có thể lần lượt tiến hành phóng điện chóp nhọn, trung hoà lẫn nhau với sét. Vì vậy, cột thu lôi còn có thể tránh xảy ra sét cảm ứng.