مانعات الصواعق
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص629
2025-09-08
182
أحقا تحمي مانعة الصواعق المبنى من ضربة البرق، ولو كان الأمر كذلك، فكيف توفّر مثل هذه الحماية؟ وهل تزيد المانعة احتمالات أن تضرب صاعقة المبنى؟ وهل يجب أن يكون الطرف العلوي للمانعة حادًّا أم غير حاد؟
الجواب: يتمثل الغرض الأساسي من مانعة الصواعق، في إعطاء البرق مسارا سهلًا إلى الأرض، في حال اقتربت الوثبة المتدرجة للصاعقة من المبنى؛ ومِن ثُمَّ، فلكي تؤدي مانعة الصواعق عملها، فلا بد أن تكون متَّصلة بالمنطقة الرطبة الموصلة للكهرباء، تحت سطح الأرض. وليس للمانعة تأثير على المنطقة التي تنطلق منها الوثبة المتدرجة، عبر قاعدة السحابة، وفي الحقيقة، ليس لها تأثير إلى أن تهبط الوثبة المتدرجة مقتربة من الأرض، وحينها فقط تنطلق صاعقة صاعدة (يحدث التأيُّن على امتدادها) من مانعة الصواعق، لتلتقي بالوثبة. يكمل اللقاء مسارًا مشحونا ومتأينا، بين الأرض وقاعدة السحاب. ويُؤمل حينئذ ألا يدخل التيار الناتج عن التفريغ إلى المبنى أو إلى حوائطه؛ حيث قد يصعق شاغلي المبنى، أو يتسبب في اشتعال النار.
لكي تقوم مانعة الصواعق بعملها، يجب أن تمتد فوق النقطة الأعلى في المبنى. وكقاعدة عامة، فإنها حينئذٍ توفر حماية في منطقةٍ تُشبه مخروطًا مقلوبًا، رأسه هو رأس مانعة الصواعق، وأي وثبة متدرجة تأتي ضمن هذا المخروط التخيلي، يُفترض بها أن تضرب مانعة الصواعق، بدلا من المبنى.
في الماضي، اعتقد الناس أن الطرف العلوي لمانعة الصواعق يجب أن يكون حادا ليجتذب البرق، ويستند هذا الاعتقاد إلى حقيقة أن الحافة الحادة تصنع مجالًا كهربيًّا أقوى مما تصنعه الحافة غير الحادة. وحيث إن المجال الكهربي القوي قد يزيد احتمالية صعود الصاعقة الصاعدة، للالتقاء بالوثبة المتدرجة، فربما نستنتج أن الحافة الحادة مرغوب فيها. ومع ذلك، فإن الحجة المقابلة، تقول إن الحافة الحادة، تزيد من تأين جزيئات الهواء حول مانعة الصواعق؛ مما يُقلّل من فرص تكون الصاعقة الصاعدة. من الصعب إجراء التجارب على مانعات الصواعق؛ لأن الترتيبات المعملية لن تكون مطابقة أبدًا للترتيبات الطبيعية والترتيبات الطبيعية تعتمد على فرص حدوث البرق. ومع ذلك، فإن التجارب تشير إلى أن الحواف غير الحادة بعض الشيء يضربها البرق أكثر من الحواف الحادة. ولأن مانعة الصواعق لا تستطيع التأثير على حدوث البرق، فإنها لا يمكنها حث التفريغ الكهربي من سحابة مشحونة بالكهرباء. وهكذا فإن مانعة الصواعق لا تستنزف الشحنات من السحب وتجعل حدوث البرق أقل احتمالية، مثلما توقع في الأصل بنجامين فرانکلین، مخترع مانعات الصواعق.
الاكثر قراءة في أشباه الموصلات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
