برق‌گیر: محافظی در برابر آسمانِ خشمگین
برق چیست و چرا خطرناک است؟
برای درک کار برق‌گیر، اول باید بدانیم برق چیست. همه چیز از اتم‌ها ساخته شده است. داخل اتم، ذرات ریزی به نام الکترون۳ وجود دارند که می‌توانند از یک اتم به اتم دیگر بپرند. وقتی تعداد زیادی از این الکترون‌ها در یک جهت حرکت کنند، جریان برق به وجود می‌آید. رعد و برق نیز یک جرقهٔ الکتریکی بسیار بزرگ و قوی در آسمان است.
در طی طوفان، ابرهای باردار، مانند یک باتری غول‌پیکر عمل می‌کنند. وقتی اختلاف بار بین ابر و زمین خیلی زیاد شود، هوا دیگر نمی‌تواند عایق باشد و برق با یک جرقهٔ بزرگ (رعد و برق) از ابر به زمین می‌پرد. این جریان به دنبال سریع‌ترین و راحت‌ترین مسیر برای رسیدن به زمین است که می‌تواند یک درخت بلند یا یک ساختمان باشد.
برق‌گیر چگونه از ما محافظت می‌کند؟
کار برق‌گیر بسیار هوشمندانه است. این وسیله به جریان برق یک مسیر امن و مستقیم پیشنهاد می‌دهد. برق‌گیر یک میلهٔ فلزی تیز است که در بالاترین نقطهٔ ساختمان نصب می‌شود. از آنجا که از جنس فلز (معمولاً مس یا آلومینیوم) است، رسانای بسیار خوبی برای الکتریسیته محسوب می‌شود.
وقتی رعد و برق به ساختمان نزدیک می‌شود، این میلهٔ فلزی، اولین نقطه‌ای است که جریان برق را به خود جذب می‌کند. سپس این جریان عظیم از طریق یک سیم ضخیم فلزی که به میله متصل است، به سمت زمین هدایت می‌شود و در نهایت درون زمین پخش می‌شود بدون اینکه به خود ساختمان آسیبی برساند. به این ترتیب، برق‌گیر مانند یک دریچهٔ اطمینان برای تخلیهٔ انرژی عمل می‌کند.
| شرایط | ساختمان بدون برق‌گیر | ساختمان مجهز به برق‌گیر |
|---|---|---|
| وقوع رعد و برق | جریان برق از طریق دیوارها، لوله‌ها یا سیم‌های برق عبور می‌کند و باعث آتش‌سوزی یا آسیب ساختاری می‌شود. | جریان برق مستقیماً از میله و سیم مسی به زمین هدایت شده و ساختمان در امان می‌ماند. |
| ایمنی ساکنان | خطر برق‌گرفتگی و آسیب‌های جانی بسیار بالا است. هشدار | ساکنان در داخل ساختمان کاملاً در امان هستند. ایمن |
| وسایل الکترونیکی | احتمال سوختن کامل وسایل برقی مانند تلویزیون و یخچال وجود دارد. | وسایل برقی از آسیب ناشی از افزایش ناگهانی برق در امان می‌مانند. |
اجزای اصلی یک سیستم برق‌گیر
یک سیستم برق‌گیر کامل فقط یک میله نیست، بلکه از چند بخش مهم تشکیل شده است:
۱. میلهٔ برق‌گیر (سرنیزه): این قسمت، همان میلهٔ تیز فلزی است که در بالای بام نصب می‌شود و اولین برخورد با صاعقه را انجام می‌دهد. جنس آن معمولاً از مس یا آلومینیوم است زیرا این فلزات رسانای بسیار خوبی هستند.
۲. هادی‌های افت۴: این‌ها سیم‌های ضخیم مسی یا آلومینیومی هستند که میلهٔ برق‌گیر را به سیستم زمین متصل می‌کنند. آن‌ها مسیر امنی برای سفر جریان برق به سمت زمین فراهم می‌کنند.
۳. سیستم زمین‌سازی: این بخش، مهم‌ترین قسمت سیستم است. سیستم زمین‌سازی معمولاً شامل یک یا چند صفحهٔ مسی بزرگ است که در خاک مرطوب دفن شده‌اند. کار آن این است که جریان عظیم برق را درون زمین پخش کند تا کاملاً خنثی شود.
برق‌گیر در عمل: از آسمان‌خراش‌ها تا خانه‌های ما
شاید فکر کنید برق‌گیر فقط برای ساختمان‌های بسیار بلند لازم است، اما اینطور نیست. هر ساختمانی که در منطقه‌ای با احتمال رعد و برق قرار دارد، به این سیستم نیازمند است.
مثال عینی: یک کلیسا یا مسجد قدیمی را با یک برج بلند در نظر بگیرید. قبل از اختراع برق‌گیر، این ساختمان‌ها به‌کرات مورد اصابت رعد و برق قرار می‌گرفتند و دچار آتش‌سوزی می‌شدند. امروزه، اگر به بالای همین ساختمان‌ها نگاه کنید، یک میلهٔ فلزی درخشان را خواهید دید که از آن محافظت می‌کند.
حتی در خانه‌های ویلایی مدرن نیز نصب برق‌گیر توصیه می‌شود. یک تکنسین متخصص، میله را روی پشت‌بام نصب کرده و سیم‌های مسی را از کنار دیوار به سمت زمین هدایت می‌کند. در زمین، این سیم‌ها به یک صفحهٔ مسی متصل می‌شوند که در عمق مناسبی (جایی که خاک همیشه مرطوب است) دفن شده است. رطوبت خاک به پخش‌کردن بهتر جریان برق کمک می‌کند.
پرسش‌های مهم و اشتباهات رایج
خیر، این یک باور غلط رایج است. برق‌گیر رعد و برق را به سمت خود جذب نمی‌کند، بلکه فقط در صورت وقوع رعد و برق در نزدیکی، یک مسیر امن و ترجیحی برای آن فراهم می‌کند. اگر رعد و برق قرار است به ساختمان شما اصابت کند، برق‌گیر مسیر آن را کنترل می‌کند تا آسیب نبیند.
اگر ساختمان مجهز به برق‌گیر باشد، از نظر ساختاری بله. اما برای ایمنی بیشتر، بهتر است از وسایل برقی مانند کامپیوتر یا تلفن ثابت استفاده نکنید و به وسایل فلزی مانند لوله‌ها دست نزنید، زیرا ممکن است بخش کوچکی از جریان از طریق آن‌ها عبور کند.
متأسفانه خیر. اگرچه درختان بلند اغلب مورد اصابت رعد و برق قرار می‌گیرند، اما آن‌ها یک مسیر هدایت‌شده به زمین ندارند. رطوبت داخل درخت می‌تواند باعث شود درخت منفجر شود یا آتش بگیرد. بنابراین، پناه گرفتن زیر یک درخت بلند در هنگام طوفان، یکی از خطرناک‌ترین کارهاست.
برق‌گیر یک اختراع ساده اما نجات‌بخش است که با درک صحیح از رفتار الکتریسیته کار می‌کند. این وسیله با ارائهٔ یک مسیر کم‌مقاومت و امن، انرژی مخرب رعد و برق را مستقیماً به زمین هدایت کرده و از ساختمان‌ها، وسایل و جان ساکنان آن در برابر یکی از قدرتمندترین نیروهای طبیعت محافظت می‌کند. وجود یک سیستم زمین‌سازی مناسب، قلب تپندهٔ این سیستم محافظتی است.
پاورقی
۱برق‌گیر: Lightning Rod (میله یا وسیله‌ای که برای محافظت از سازه‌ها در برابر صاعقه به کار می‌رود).
۲زمین‌سازی: Grounding/Earthing (اتصال الکتریکی یک مدار یا وسیله به زمین برای ایمنی و عملکرد صحیح).
۳الکترون: Electron (ذره‌ای با بار الکتریکی منفی که در اطراف هستهٔ اتم می‌چرخد).
۴هادی افت: Down Conductor (سیم یا نوار مسی که میلهٔ برق‌گیر را به الکترود زمین متصل می‌کند).