Номер 47.39, страница 174 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 47. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда. Глава 7. Электрические явления - номер 47.39, страница 174.

47.39 [1200] Почему нижний конец молниеотвода нужно закапывать поглубже, где слои земли всегда влажные (рис. VII-15)?

Рис. VII-15

Решение

Молниеотвод, или громоотвод, предназначен для защиты зданий от прямого удара молнии. Его работа основана на принципе создания безопасного пути для электрического разряда в землю. Система молниеотвода состоит из молниеприемника, который устанавливается на самой высокой точке здания, токоотвода, соединяющего молниеприемник с землей, и заземлителя — металлического проводника, закопанного в землю.

Главная задача заземлителя — обеспечить эффективный отвод электрического заряда молнии в землю. Молния — это гигантский электрический разряд, характеризующийся огромной силой тока (десятки тысяч ампер) и высоким напряжением. Чтобы этот ток безопасно "утек" в землю, не повредив здание, путь, по которому он пойдет, должен обладать очень малым электрическим сопротивлением.

Электрическое сопротивление зависит от свойств материала. Сухая земля является плохим проводником электричества, то есть имеет высокое удельное сопротивление. Вода, особенно с растворенными в ней солями (которые всегда есть в почве), является хорошим проводником. Следовательно, влажная почва имеет значительно меньшее электрическое сопротивление, чем сухая.

Верхние слои грунта подвержены высыханию в летний период и промерзанию зимой (лед, как и сухая почва, — плохой проводник). Это приводит к значительному увеличению сопротивления заземления, что делает его неэффективным. Если сопротивление заземлителя будет слишком большим, разряд молнии может пойти по другому, нежелательному пути с меньшим сопротивлением — например, через арматуру в стенах здания, водопроводные трубы или электропроводку, что приведет к разрушениям, пожару и смертельной опасности для людей внутри.

На определенной глубине слои земли почти всегда остаются влажными, независимо от погодных условий на поверхности. Закапывая нижний конец молниеотвода (заземлитель) в эти глубокие, влажные слои, обеспечивается стабильно низкое сопротивление заземления в любое время года. Это гарантирует, что молния выберет именно этот, самый легкий путь в землю, и весь заряд будет безопасно рассеян в ней.

Ответ: Нижний конец молниеотвода нужно закапывать поглубже во влажные слои земли для того, чтобы обеспечить как можно меньшее электрическое сопротивление в цепи отвода заряда молнии. Влажная земля является хорошим проводником тока (имеет низкое удельное сопротивление) по сравнению с сухой землей. Создание пути с низким сопротивлением гарантирует, что мощный электрический разряд молнии безопасно уйдет в землю, минуя защищаемое здание.