Conhecimento da indústria

Como é sabido, o para-raios é um dispositivo usado para proteger edifícios contra strikes de raio. Poderíamos pensar que, com a proteção do para-raios, o raio evitariá o edifício e não entraria em contato com ele. No entanto, essa é uma equivoque. Neste texto, vamos apresentar brevemente a invenção do disjuntor de sobretensão e a teoria de seu funcionamento.

A Invenção do Para-Raios

Os para-raios modernos foram inventados pelo cientista americano Franklin. Ele acreditava que o raio é uma espécie de descarga elétrica. Para provar isso, em um dia de tempestade com raios em 1752, Franklin arriscou ser atingido por raio: ele fez voar um pipa com longos fios metálicos até a nuvem de trovão e prendeu um punhado de chaves de prata na extremidade do metal. Quando o raio atingiu, Franklin aproximou a mão da chave; uma série de faíscas elétricas entrou na chave e sua mão ficou dormente. Felizmente, o raio que desceu dessa vez foi fraco, e Franklin não se machucou. A partir disso, Franklin imaginou que, se fosse possível colocar um dispositivo pontudo em um objeto mais alto, seria possível introduzir o raio na terra. Ele fixou uma barra de ferro fina de alguns metros no topo de um edifício alto, isolou a barra do edifício com um isolador, conectou a extremidade inferior da barra a um fio e introduziu o fio na terra. Após testes, esse dispositivo — que Franklin chamou de para-raios — mostrou ser capaz de exercer a função de proteção contra raios.

A Teoria do Funcionamento do Para-Raios

Na verdade, o para-raios induz o raio a descarregar na terra.

Inicialmente, os para-raios foram projetados com formato de agulha. Como a ponta do para-raios é afiada, a extremidade do condutor sempre acumula a maior quantidade de carga durante a indução eletrostática. Portanto, quando o raio atinge, o para-raios acumula a maior parte da carga. Ao mesmo tempo, o para-raios e a camada de nuvens carregadas formam um capacitor — ou seja, um recipiente carregado. Devido à sua ponta, as duas placas desse capacitor têm uma área de contato pequena e, consequentemente, uma capacitância baixa, o que significa que ele pode armazenar apenas uma pequena quantidade de carga.

O para-raios acumula a maior parte da carga; portanto, quando houver mais carga nas nuvens, o ar entre o para-raios e a camada de nuvens é facilmente rompido e se torna um condutor de raio. Dessa forma, a camada de nuvens carregadas forma um caminho com o para-raios. Como o para-raios está conectado à terra, ele pode conduzir a carga das nuvens para a terra, evitando que ela represente um perigo para o edifício alto e garantindo assim a segurança do edifício. Pode-se ver que o efeito de proteção do para-raios é induzir o raio (de cima da área protegida) para si mesmo e descarregá-lo com segurança na terra por meio de si mesmo. Portanto, também podemos chamá-lo de dispositivo de proteção contra raios. Em resumo, o para-raios, na verdade, induz o raio a descarregar na terra.