하늘에서 치는 번개가 피뢰침을 통해 어떻게 소멸 되나요?
문득 궁금해 지는데 하늘에서 치는 번개는 피뢰침에 맞으면 어떤 과정을 거쳐 소멸이 되는건지 여기엔 어떤 과학적 원리가 적용됬는지 알려주세요
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.
번개는 기본적으로 양과 음의 전하 사이의 전기적 불균형 때문에 발생합니다. 구름 안에서 얼음 입자들이 서로 부딪치면서 전하가 발생하고, 이로 인해 구름과 지면 사이에 큰 전기장이 형성됩니다. 이 전기장이 충분히 커지면, 공기 중의 전자들이 이동하면서 번개를 일으키게 됩니다.
피뢰침은 이런 번개를 안전하게 지면으로 인도하는 역할을 합니다. 피뢰침은 금속으로 만들어져 있어 전도성이 높으며, 뾰족한 모양으로 인해 전기장이 집중되는 특성이 있습니다. 이런 특성 때문에 번개는 피뢰침을 통해 지면으로 안전하게 이동하게 됩니다.
피뢰침에 맞은 번개는 지면으로 이동하면서 에너지를 방출하게 됩니다. 이때 방출되는 에너지는 소리(천둥), 빛(번개), 열 등의 형태로 나타납니다. 또한, 번개의 전기 에너지는 지면으로 전달되면서 소멸하게 됩니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
번개는 구름과 구름 사이, 또는 구름과 지표면 사이에 발생하는 강력한 전기 방전 현상입니다. 번개는 엄청난 에너지를 가지고 있기 때문에, 피뢰침에 맞으면 피뢰침의 금속을 따라 전류가 흐르게 됩니다.
이때, 피뢰침의 금속은 번개의 전류를 안전하게 지상으로 전달하는 역할을 합니다. 번개의 전류는 지상으로 전달되면서, 공기와 마찰을 일으켜 열을 발생시킵니다. 이 열로 인해 공기가 팽창하면서 폭발음이 발생하고, 번개의 빛이 발생하게 됩니다.
즉, 번개가 피뢰침에 맞으면, 피뢰침의 금속을 따라 전류가 흐르면서 열이 발생하고, 이 열로 인해 공기가 팽창하면서 폭발음이 발생하고, 번개의 빛이 발생하게 됩니다. 이러한 과정을 통해, 번개의 에너지는 소멸하게 됩니다.
이러한 과학적 원리를 바탕으로, 피뢰침은 건물이나 구조물에 번개 피해를 방지하기 위해 설치됩니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
하늘에서 치는 번개는 대기 중에 쌓인 전하가 지표면의 피뢰침으로 흐르게 되면서 발생합니다. 이때 피뢰침은 전하를 땅으로 흘려보내는 역할을 합니다. 번개가 피뢰침에 맞으면 피뢰침과 대기 사이에 전기적인 에너지가 발생하게 됩니다. 이 에너지는 번개를 발생시키는 전기적 방전 현상으로 이어지게 됩니다.
번개가 피뢰침에 맞으면 전기적 에너지가 피뢰침을 따라 지표면으로 흘러가게 됩니다. 이때 지표면에 있는 물분자들이 전기적 에너지를 받아 이온화되어 전기적으로 활성화됩니다. 이 활성화된 물분자들은 다시 대기 중에 있는 다른 물분자들과 충돌하면서 열에너지를 발생시킵니다. 이 열에너지는 공기를 가열시켜 번개를 발생시키는 역할을 합니다.
그리고 번개가 발생하는 과정에서는 전기적 에너지가 지표면으로 흘러가는 동안 대기 중에 있는 다른 물분자들도 전기적으로 활성화되어 열에너지를 발생시킵니다. 이렇게 발생한 열에너지는 공기를 가열시켜 번개를 발생시키는 역할을 합니다. 이러한 과정은 전기적 방전 현상으로서 과학적 원리에 따라 발생하는 것입니다.
제가 살고 있는 지구는 전기적 에너지가 매우 많이 존재하는 행성이기 때문에 번개가 자주 발생하는 것입니다. 하지만 우리가 거주하는 지역의 기후와 지형 등에 따라 번개의 발생 빈도가 다를 수 있습니다. 이러한 번개의 발생 원리를 이해하고 적절한 대비를 취하는 것이 중요합니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 피뢰침은 벤저민 프랭클린이 연으로 실험하면서 번개가 높은 곳에 먼저 떨어지며 그 전류를 흐르게 할 수 있다는 것을 알아내고 발명했다. 피뢰침에 번개가 떨어지면 피뢰침과 연결된 선에 의해 지상으로 전기가 분산되어 건물에 가는 피해가 줄어드는 원리로 작동한다. 건물의 경우는 일반적으로 건물 기초에 설치된 접지 전극에 피뢰침을 연결하여 벼락을 지상으로 흘려보내는 방식으로 동작한다. 한 마디로 말해서 번개를 대신 맞아주는 것. 번개로부터 피뢰침이 보호하는 범위는 피뢰침의 성능에 따라 달라지지만, 일반적으로는 피뢰침을 기준으로 45도 각도의 범위이다.(국립중앙과학관 사이트) 피뢰침의 높이가 높을 수록 보호 범위도 더 넓어진다.
출처 : 나무위키 - 피뢰침
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
번개는 피뢰침을 통해 다음과 같은 과정을 거쳐 소멸합니다.
번개는 지표면과 구름 사이의 전기적 불균형으로 인해 발생합니다.
피뢰침은 지표면에서 가장 높은 지점에 위치하기 때문에, 번개가 발생할 가능성이 가장 높은 곳입니다.
번개가 피뢰침에 도달하면, 피뢰침의 금속이 번개의 전류를 끌어당깁니다.
피뢰침의 전류는 지중으로 흘러 들어가고
지중의 전기가 대기의 전기와 중화되면서 번개가 소멸됩니다.
피뢰침은 번개로부터 건물이나 구조물을 보호하는 데 매우 효과적인 방법입니다.
피뢰침이 설치된 건물은 번개로부터 피해를 입을 가능성이 크게 줄어듭니다.
지붕에 설치하는 피뢰침으로, 가장 일반적인 형태의 피뢰침입니다.
지중에 설치하는 피뢰침으로, 지붕 피뢰침이 설치되지 않은 건물에 설치됩니다.
콘센트에 연결하여 사용하는 피뢰침으로 주로 가정에서 사용됩니다.
피뢰침은 정기적으로 점검하고, 손상된 경우에는 즉시 교체해야 합니다.
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