Номер 2, страница 259 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

2. Назначение и конструкция громоотвода.

Назначение громоотвода

Основное назначение громоотвода (или, более корректно, системы молниезащиты) — защита зданий, сооружений, а также находящихся в них людей и оборудования от опасных и разрушительных последствий прямого удара молнии. Молния несет в себе огромную энергию, и без системы защиты её разряд может привести к:

1. Пожарам: колоссальный ток молнии, проходя через горючие материалы (например, деревянные конструкции крыши), мгновенно нагревает их до температур воспламенения.

2. Механическим разрушениям: при прохождении тока через влажные материалы (бетон, кирпич) вода в них мгновенно испаряется, создавая огромное давление пара, которое буквально разрывает конструкции изнутри.

3. Повреждению электроники и электросетей: мощнейший электромагнитный импульс, сопровождающий разряд молнии, наводит в проводниках высокие напряжения, способные вывести из строя всю электронику в здании.

Громоотвод работает по принципу создания для молнии заранее подготовленного, безопасного пути с наименьшим электрическим сопротивлением. Он «перехватывает» разряд и отводит его ток непосредственно в землю, минуя само защищаемое сооружение.

Конструкция громоотвода

Классическая система молниезащиты состоит из трёх ключевых, неразрывно связанных между собой элементов:

1. Молниеприёмник. Это часть системы, которая непосредственно принимает на себя удар молнии. Молниеприёмник устанавливается на самой высокой точке защищаемого объекта, так как молния с наибольшей вероятностью ударяет в самую высокую точку на местности. Он может быть выполнен в виде:

• Стержневого молниеприёмника: заостренный металлический штырь длиной от 0.5 до 2 метров, изготовленный из стали, меди или алюминия.
• Тросового молниеприёмника: металлический трос, натянутый над защищаемым объектом (часто используется для защиты протяжённых объектов, например, линий электропередач).
• Сетчатого молниеприёмника: металлическая сетка, уложенная на поверхность крыши (применяется для зданий с большой площадью кровли).

2. Токоотвод (или спуски). Это проводник, соединяющий молниеприёмник с заземлителем. Его задача — провести огромный ток молнии (десятки и сотни тысяч ампер) от точки удара к земле. Токоотводы изготавливаются из металла с достаточным сечением (например, стальная проволока диаметром не менее 6-8 мм), чтобы не расплавиться при прохождении тока. Их прокладывают по стенам здания по кратчайшему пути к земле, избегая резких изгибов и петель, которые могли бы создать опасное боковое искрение.

3. Заземлитель. Это финальный и один из самых важных элементов системы, отвечающий за безопасное «рассеивание» тока молнии в толще земли. Заземлитель представляет собой один или несколько металлических проводников, находящихся в хорошем контакте с грунтом. Конструктивно он может быть выполнен как:

• Вертикальный заземлитель: один или несколько металлических стержней (например, стальных уголков или труб), забитых в землю на глубину 2.5–3 метра и соединённых между собой металлической полосой.
• Горизонтальный заземлитель: металлическая полоса или проволока, уложенная в траншею на глубине 0.5–0.8 метра.

Эффективность заземлителя зависит от его площади, конфигурации и удельного сопротивления грунта. Все соединения в системе молниезащиты должны быть выполнены максимально надёжно (с помощью сварки или специальных болтовых зажимов), так как от их целостности зависит безопасность всего объекта.

Ответ: Громоотвод предназначен для защиты сооружений от разрушительного действия молнии путем создания для неё безопасного пути в землю. Его конструкция включает три основных элемента: молниеприёмник (перехватывает удар), токоотвод (проводит ток по стене здания) и заземлитель (рассеивает заряд в грунте).