ברק הוא תופעה אקלימית בה חשמל סטטי שהצטבר בעננים נפרק לאדמה או לענן אחר.

האמירה שברק "נמשך" למתכות היא אמירה שגויה; ההגדרה היותר נכונה היא שהמתכת מספקת לברק נתיב בעל התנגדות נמוכה ולכן הברק "מעדיף" אותה. דבר דומה מתרחש כאשר הברק נוצר ומופיע בשמים. מסלול הברק הוא למעשה המסלול בעל ההתנגדות הנמוכה ביותר באוויר.

כך בדיוק פועל כליא ברק (lightning rod) שהומצא ע"י בנימין פרנקלין במחצית השנייה של המאה ה18 (בנימין פרנקלין מוכר גם כפוליטיקאי אמריקאי בכיר).

כליא הברק הוא למעשה מוט מתכת המחובר למתכת מוליכה המובילה לתוך האדמה.


כליא ברק (התמונה לקוחה מויקיפדיה).

מכיוון שמתכת מוליכה חשמל בצורה טובה ויעילה יש לה התנגדות נמוכה לזרימת אלקטרונים. לכן אם נחבר מוט מתכת (המוארק לאדמה) לגג הבניין לברק תהייה פחות התנגדות לנוע דרכו בהשוואה לבטון, זכוכית ולבנים המרכיבים את הבניין. התוצאה המעשית היא שהברק "יימשך" דווקא לכליא הברק והבניין יינצל.


כליא ברק המחובר לגג בניין (התמונה לקוחה מויקיפדיה).

מאת: דר' מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

13 תגובות

  • חיים גל

    כליא ברקים אקטיבי

    שלום מכובדי,
    בהיתייחס לנושא כליא ברק ותכונותיו.האם קיים מערכת של כליא ברק אקטבי ומה תכונותיו ויתרונותיו בהקשר ל"משיכת" הברק אליו.
    זכור לי כי יש מערכת כזו. האם ניתן לקבל פרטים המעודכנים ביותר והחדישים בתחום זה.
    בברכה
    חיים גל

  • אבי סאייג

    כליא ברק אקטיבי

    שלום חיים

    אני לא שמעתי על מונח כזה. בחיפוש בעברית ברשת לא מצאתי כלום.

    באנגלית מצאתי רמזים לכך:

    יש חברה שטוענת שמוכרת כליא ברק אקטיבי, אולם, כשנכנסים לפרטים (לחץ על התמונה בקישור) – רואים כי האקטיביות מתבטאת בכך שיש רשם אלקטרוני שרושם את הזרמים, לא ממש אקטיבי.

    מצאתי כי בשנת 2002 הוגש לרשם הפטנטים בארה"ב פטנט על כליא ברק אקטיבי. לפי תיאור הפטנט הוא אמור לחוש היצטברות מתח חשמלי מעל הבניין, וליצור מתח חשמלי מנוגד לו במקרה הצורך ובכך לנטרל את הברק. אינני יודע אם הפטנט אכן ישים, ולא מצאתי כי נבנה מוצר מסחרי לפיו (מה שמעיד שאולי אינו ישים...). למיטב הבנתי רעיון כזה עומד על יסודות מאוד מפוקפקים: יצירת מטען הפוך למטען שמעל הבניין רק תגביר את מפל המתחים, ותגדיל את נטייתו של הברק לפגוע בבניין ואת עוצמת הפגיעה.(אם כבר יצירת מטען – אולי צריך ליצור מטען זהה – שידחה את הברק).

    בברכה,

    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

     

  • יועזר

    כליא ברק

    שלום רב
    אני מעוניין להתקין כליא ברק. שאלותי: מאיזה מתכת ובאיזה אורך לעשות את המוט? באיזה חוט הארקה להשתמש? (קוטר? עובי?)
    תודה

  • אבי סאייג

    חומרים וקטרים

    שלום יועזר,
    אנחנו אתר שעוסק במדע כללי (מכון ויצמן למדע), ולא בשאלות בעלות אופי טכני / הנדסי - כמו שאתה שאלת - שצריכות להיות מופנות למהנדסים, ולכן לא נוכל לענות עליה. באופן כללי - משתמשים בנחושת ובסגסוגותיה עבור כליא ברק. ראה את הקישור הבא (באנגלית) על שמסביר איך לבנות כליא ברק:
    http://www.copper.org/publications/newsletters/cutopics/ct80/lightning.html

  • כאן עדה

  • מאיר

    תשובה

    הברק לא צריך לדעת כמו שהמים לא "יודעים" מהו המסלול הנוח ביותר להם לזרום והם עדיין עושים זאת.

    ההסבר פשוט:
    הנקודה ה"חלשה" ביותר היא זאת ש"תיכנע" ראשונה ולכן החשמל יתקדם בכיוונה וחוזר חלילה לנקודה הבאה וזאת שלאחריה.

  • כאן עדה

    תודה רבה, אבל...

    האם משתמע מדבריך שהברק (חשמל) יתקדם בבת אחת כלפי כל הנקודות - החלשה תיכנע, והברק יתקדם בכיוונה - ומכאן ימשיך לבדוק את המשך כל הנקודות האפשריות בטווח שלו (מהו?).

    מרבית הברקים שאני ראיתי וראיתי גם צילומים שלהם, נראו כתופעה קוית בעיקרה - לא כתופעת שטח (לפחות לא שטח רחב).

    לפיכך אני עדיין תוהה בנושא זה, מאיר.

  • מאיר

    תופעה קווית??

    פשוט צריך להקיש "ברק" או "lightning" בגוגל ולעבור לתמונות. יש שם אלפי תמונות שמראות בבירור שזאת בהחלט לא תופעה קווית אלא יש המון התפצלויות.
    הנה דוגמה פשוטה

    http://en.wikipedia.org/wiki/File:Krunkwerke_-_IMG_4515_%28by-sa%29.jpg

  • כאן עדה

    גם קו שבור וקו מתפצל הינו תופעה קוית

    מאיר נכבדי,
    תודה על כל ההפניות לתמונות.
    דומני שרק ברק כדורי לא עונה למושג תופעה קוית.
    בכל מקרה, תשובה לתהיותי לא קיבלתי כאן - וגם איני מוצאת אותה בטקסטים של ויקיפדיה בעברית ובאנגלית.
    כנראה שאצטרך ביום מן הימים לנבור במחקרי ברקים, ואולי שם אמצא תשובות.
    כל טוב

  • מאיר

    תגובה

    אני לא בטוח שאני מבין את ההערה שלך.
    התמונה היא דו מימדית אך אין ספק שהברק תופס נפח תלת מימדי. הכוונה כאן שההתקדמות שלו היא בחלל תלת מימדי כאשר כפי שכבר צוין קודם הוא מתקדם באזורים בהם ההתנגדות הקטנה ביותר וחוזר חלילה.

    כל מעבר של חשמל מבוצע בדרך זו.
    חשבת פעם מדוע החשמל "בוחר" להישאר בקוי החשמל ולא יוצא לטייל באוויר בחוץ? פשוט האוויר מבודד הרבה יותר טוב והחשמל "בוחר" את ההתנגדות הנמוכה בכבל.

  • כאן עדה

    "הבחירה" של החשמל וגם של הברק

    1. תודה מאיר. ברור שמדובר ב-3 ממדים. התיאור הקוי הוא רק דימוי.
    2. מאחר ולחשמל אין "רצון חופשי" - "הבחירה" שלו אמורה להיות תופעה פיסיקלית, שלוקחת זמן (אפילו אם הוא מהיר). הנקודה היא שלא ברור מהיכן החשמל "יודע" "מרגיש" ופועל. האם מדובר בשיטת trial and error מהירה במיוחד?
    3. כאשר הבאת כדימוי זרימת מים באפיק, ניתן היה להביא כמה גורמים "לבחירת" הנתיב. כח המשיכה, קושי חומר הערוץ, וכדומה. האם באמת לא ידוע כיצד הברק, או חשמל אחר, "בוחרים"? כדי לבחור בהתנגדות נמוכה בכבל - היא צריכה להיבדק, בדרך זו או אחרת, לא כן?
    על אותה דרך (דרך הבדיקה של החשמל) אני שואלת.

  • מאיר

    תשובה

    יכול להיות שאת מתכוונת ל"התנגדות"?

    התנגדות סגולית של חומר פירושה כמה אנרגיה יש להשקיע כדי להוציא אלקטרון מאטום אחד ולהעבירו לאטום אחר בחומר.

    בכבל חשמלי למשל ההתנגדות נמוכה בסדרי גודל מהאוויר ולכן החשמל ינוע בכבל.

    כאשר מכה ברק התנועה שלו נקבעת על פי ההתנגדות של האטומים סביבו. האטום הראשון ש"יכנע" ויפלוט אלקטרון יתווה את התנועה לאטום הבא וחוזר חלילה.

  • כאן עדה

תגובות פייסבוק