เมื่อพูดถึง “ฟ้าผ่า” เชื่อว่าหลายคนก็คงจะพอนึกภาพออกว่าเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ค่อนข้างจะน่ากลัว เพราะสามารถสร้างความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินได้อย่างมาก โดยเฉพาะในช่วงหน้าฝนที่เกิดขึ้นได้บ่อยครั้ง ดังนั้น หลายคนจึงต้องหาตัวช่วยที่จะทำให้ความเสี่ยงต่ออันตรายที่เกิดจากฟ้าผ่าลดน้อยลง เจ้าสิ่งนั้นก็คือ “สายล่อฟ้า” วันนี้เราจะมาดูกันนะคะว่า สายล่อฟ้ามีไว้ทำไม และมีหลักการทำงานอย่างไรบ้าง

ก่อนอื่นเรามารู้จักปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “ฟ้าผ่า” กันก่อนนะคะ ว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร

"ฟ้าผ่า" เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เริ่มต้นขึ้นเมื่อเกิดเมฆพายุฝนฟ้าคะนอง โดยอนุภาคของเม็ดฝนและผลึกน้ำแข็งในเมฆที่เคลื่อนไปมาในอากาศจะเกิดการชนหรือเสียดสีกัน เกิดเป็นไฟฟ้าสถิตขึ้นในเมฆ ลักษณะของการเกิดไฟฟ้าสถิตนี้คล้ายกับการที่เราถูผิวลูกโป่งแล้วเกิดเป็นไฟฟ้าสถิตบนผิวลูกโป่งนั่นเอง

เมื่อเกิดไฟฟ้าสถิตขึ้นในเมฆ เมฆเหล่านี้จึงประกอบไปด้วยประจุบวกและประจุลบ โดยประจุบวกเคลื่อนที่ขึ้นไปอยู่ด้านบนหรือยอดเมฆ ส่วนประะจุลบจะเคลื่อนที่ลงมาอยู่ด้านล่างหรือฐานเมฆ เมื่อด้านล่างมีประจุลบสะสมเป็นจำนวนมากพอ เมฆก็จะปลดปล่อยพลังงานหรือคายประจุลบออกมา ขณะเดียวกันพื้นดินที่มีประจุบวกจะดึงดูดประจุลบที่ปลดปล่อยมาจากเมฆ เพื่อรักษาสภาพสมดุล ทำให้พลังงานถูกส่งลงสู่พื้นดิน เกิดเป็นปรากฏการณ์ฟ้าผ่าที่เราเห็นได้ทั่วไปเมื่อมีพายุฝนฟ้าคะนอง นอกจากนี้พลังงานยังสามารถถูกปลดปล่อยจากเมฆก้อนหนึ่งไปสู่เมฆอีกก้อนหนึ่งได้โดยหลักการเดียวกันอีกด้วย

เนื่องจากฟ้าผ่าเป็นการถ่ายทอดพลังงานสูง จึงเป็นอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินของมนุษย์ได้ ดังนั้น จึงมีผู้ที่พยายามคิดค้นสิ่งประดิษฐ์ที่จะช่วยบรรเทาหรือลดความรุนแรงของฟ้าผ่า หรือที่เราเรียกกันว่า "สายล่อฟ้า" ขึ้นมา บุคคลผู้นั้นก็คือ เบนจามิน แฟรงคลิน (Benjamin Franklin)

เบนจามินคือชายคนหนึ่งที่มีความพยายามจะไล่จับสายฟ้า เขาเชื่อว่ามีความคล้ายคลึงกันระหว่างฟ้าผ่ากับกระแสไฟฟ้า เช่น สี ทิศทาง เสียง ซึ่งต่อมาเขาได้คิดวิธีป้องกันอันตรายจากปรากฏการณ์ฟ้าผ่านี้ขึ้นมา โดยเขาสังเกตเห็นว่าเหล็กแหลมนำกระแสไฟฟ้าและสูญเสียประจุได้เร็วกว่าแบบโลหะทรงกลม และมันทำให้เขาคิดว่าฟ้าผ่าสามารถป้องกันได้โดยการใช้เหล็กแหลมแท่งยาวเชื่อมต่อกับโลกทำเป็นสายล่อฟ้า ประจุที่ส่งลงมาจะเดินทางผ่านสายล่อฟ้าลงสู่พื้นดิน

แท่งโลหะที่นำมาใช้ทำสายล่อฟ้า โดยทั่วไปมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 เซนติเมตร และเชื่อมต่อกับลวดทองแดงหรืออะลูมิเนียมลงสู่พื้นดิน ซึ่งหลักการของมันจริง ๆ ก็คือ การทำตัวเป็นเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำเพื่อให้สายฟ้าที่มีพลังงานมหาศาลถ่ายเทประจุผ่านสายล่อฟ้าลงสู่พื้นดิน เพื่อไม่ให้ไปทำความเสียหายหรืออันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สิน  

อย่างไรก็ตาม หากพายุมีความรุนแรงมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดประจุไฟฟ้าปริมาณมากอย่างรวดเร็ว พลังงานที่ถูกส่งผ่านสายล่อฟ้ามีความรุนแรงจากการคายประจุที่เร็วกว่าปกติ บางอาคารหรือบางพื้นที่ที่มีบริเวณกว้างมาก ๆ ก็ควรติดตั้งสายล่อฟ้าในหลาย ๆ จุด เพื่อให้สามารถคายประจุจากปรากฏการณ์ฟ้าผ่านี้ได้เร็วขึ้น