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汽車為什麼能防雷,它真的是躲避雷擊的理想之地嗎?

8月12日晚間,江西省會南昌突降暴雨,城市夜空電閃雷鳴。長長的閃電不時划過天空,「劈」向高樓大廈,場景十分震撼。

有心的網友也許會發現,在雷電防禦措施中,提到一條:在戶外遇到雷電時,最好躲進密閉的汽車裡。那麼,問題來了:汽車為什麼能防雷,它真的是躲避雷擊的理想之地嗎?

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汽車遭雷擊後完好無損

很多人也許都看到過這麼一段實拍視頻:一輛汽車雷雨天在高速公路上疾駛,突然被一道從天而降的閃電擊中!!更讓人意外的是,被雷擊中的汽車竟然依舊能夠安然無恙地繼續行駛!!再從網上一搜索就會發現,類似的視頻還不止一個。由此可見,汽車不怕雷擊真的並非偶然事件。

關於這個問題,著名汽車節目《TopGear》曾經做過雷擊汽車的瘋狂實驗:主持人坐在一輛大眾高爾夫汽車內,通過高壓放電裝置用60萬伏的高壓電擊汽車,來模擬汽車遭遇雷擊時是否會對駕駛員和乘客有所傷害。實驗顯示,在受到高壓電擊之後,車輛只有儀錶盤的指示燈受到了影響,其他各種儀器正常,車體也完全沒有受到任何傷害,坐在車內的主持人更是安然無恙。從《TopGear》的這個實驗可以看出,汽車確實是「不怕」雷擊的,車內的乘客更不會受到傷害。

這是為什麼呢?有關專家指出,這跟「法拉第籠」效應有關。

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法拉第籠:防雷擊的「金鐘罩」

汽車「不怕」雷擊是因為法拉第籠的存在,那麼,什麼是法拉第籠呢?

法拉第籠是一個由金屬或者良導體形成的籠子,由電磁學的奠基人、英國物理學家邁克爾·法拉第發明,並以他的姓氏命名,是主要用於演示等電勢、靜電屏蔽和高壓帶電作業原理的一種設備。1836年,法拉第發現帶電導體上的過剩電荷只存在於其表面上,並且不會對封閉在其內部的任何物體產生影響。為了證明這一事實,他建造了一個金屬箔外殼的房間,並通過靜電發生裝置用高壓電去電擊房間的外殼。驗電器顯示,在房間內沒有出現多餘的電荷。房間的金屬外殼對它的內部起到了「保護」作用,使它完全不受外部電場變化的影響。這就是法拉第籠效應。利用這一原理,高壓帶電操作員的防護服就是用金屬絲製成的,當接觸高壓線時,形成了等電位,使得作業人員的身體沒有電流通過,起到了很好的保護作用。

說到這裡,我們對汽車「不怕」雷擊的原因也就不難理解了。汽車外殼是金屬製作的,這十分接近於法拉第籠的條件。有了這件「鐵布衫」,當駕駛員在雷雨天行駛時,即便很不幸地被雷電擊中,由於法拉第籠效應的存在,汽車內部的電磁環境基本不受影響,車內的人就可以安全待在裡面。同時,雷電流會藉助雨水通過車體表面達到車軸的位置,通過潮濕的輪胎很快就會將電流傳遞到地面。所以,車內是在室外較為理想的避雷場所。

法拉第籠在飛機防雷和建築防雷中也得到了很好的應用。據統計,每架正常運行的飛機幾乎每年都要遭到一次雷擊,但大多不會導致災難性後果。這主要是由於目前商用飛機外殼為金屬材料,對雷擊具有良好的屏蔽效應,飛機內部的人員和設備相對比較安全。高層建築很容易被雷擊,而利用法拉第籠的原理製成的籠式避雷網可以有效地降低雷擊對人體造成的危害。比如國家體育場「鳥巢」,其主體鋼結構中的鋼構件以及鋼筋混凝土中的鋼筋,通過焊接方式進行有效連接,這樣「鳥巢」自身就形成了一個巨大的避雷網,而「鳥巢」的鋼結構就成了一個巨大的接收閃電的裝置,能把閃電迅速導入地下,從而保障了場內觀眾的安全。

然而,需要說明的一點是:汽車、飛機等在室外防雷並不是絕對安全的。汽車被雷電擊中時,瞬間的高壓電也有可能會損壞車內的電子元件,造成車內的電器設備不能正常工作,嚴重時還會發生火災。

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汽車頂篷、車輪金屬圈易受雷擊

有業內人士提醒,汽車比較容易遭受雷擊的位置大多集中在汽車的頂篷、車輪的金屬圈部分,因為在高速行駛過程中閃電擊中汽車後電流會迅速向地面發展,而在潮濕情況下,雷電流會通過車體表面達到車軸的位置,由於車輪橡膠是非導體,所以雷電流會在車輪的金屬部分留下電流疤痕,當車輪潮濕的情況雷電會通過車輪接地;而在車輪乾燥的情況下或者敞篷車雷電就會危及人身安全。汽車是金屬物品,但潮濕的輪胎則成為了車體與地面連通導電的關鍵部件,即便是車輛受到了雷電的襲擊,電流也可以通過車體外殼、輪胎,傳遞到地面之上。

雷雨天行車比較容易碰到路滑,馬路的積水使高速行駛的車輛造成單邊阻力突然增大,車輛被突然搶胎,嚴重者使車輛打圈或失去控制等問題,所以應降低車速,扶好方向盤,並留意路面積水。真的遇到車子打滑,也無須太慌張。一定要保持冷靜。如果是前輪側滑,應當將方向盤朝側滑的相反方向糾正;如果是後輪側滑,則要將方向盤朝側滑的相同方向糾正。如遇特大暴雨,能見度極低時,應開啟大燈及前後霧燈和危險警告燈,最好能靠路邊停車,待形勢好轉再行。

來源:中新網、新浪天氣

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