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本杰明·富兰克林在雷电（Lightning闪电）方面的工作为他赢得了全世界的声誉和尊重。
我们知道，雷电放电由带电的雷云引起，在特定的大气条件下，形成云间或对地的火花放电，
空气急剧膨胀振动发生轰鸣。对地放电的雷云大多数带负电，形成的雷电流也为负极性，
负极性雷电流占90%左右。
200年前，第一次雷电探索并不是家喻户晓的富兰克林风筝实验，而是不为人知的岗亭实验。
岗亭实验
1752年5月10日，在法国国王路易十五的倡导下，托马斯·弗朗索瓦·狄阿里巴在巴黎附近的马利花园做了一次公开的科学实验。当天，正好有雷雨云经过，在一个干燥的岗亭内竖起一根长长的铁杆，铁杆与大地绝缘，站在地面的人用丝绸接触铁杆而出现电火花 (见图1)。实验证实了雷雨云有电气化的特性，表明闪电的本质是一种放电，实验证实了雷雨云有电气化的特性，这就是著名的岗亭实验。
图1 岗亭试验
注：图中的“岗亭实验”于1752年发生在法国的马利花园，实验是基于本杰明·富兰克林的建议，用于验证雷雨云是否带电。图中出现了一段丝绸绳和瓶子（莱顿瓶），以及13m长并与大地绝缘的铁杆。人站在地上用丝绸接触铁杆而获得电火花，或者能为莱顿瓶充电。
岗亭实验是根据本杰明·富兰克林的论文《电的实验与观察》中的描述进行的实验，是人类历史上第一次对雷电的科学探索。这个结论在十八世纪中期一度耸人听闻，然而，很快得到欧洲其他相关实验证实。
防雷应用
不久以后，1752年6月，富兰克林在风筝上挂一串钥匙成功地进行了另一个实验，就是所谓的风筝试验。风筝试验的过程被写入一封信中，传播开来，但并没有其他目击者。富兰克林在注意到雷电放电和电火花之间的显著相似之后，发明了避雷针，此后，利用避雷针（即接闪杆）保护建筑物开始应用起来，见图2。1753年，富兰克林发明了一种防雷方法：将一个长铁杆固定在房屋上，铁杆一端安装在潮湿的地面上1m处，另一端在建筑的最高部位上方1.8~2.4m。在杆的上部0.3m镀了黄铜，端部磨得尖锐。如果房子很长，可能两端各设一个长铁杆，屋脊上再设一根连接电线。这样能保证房子不被雷击，闪电会通过金属进入地面而不会造成伤害。类似地，在船的桅杆顶部设一根尖的铁杆，用一根铁丝绕着帆布引到周围的水里，也能避免雷击。
图2 一座十八世纪的房子，带有富兰克林1762年设计的避雷针
富兰克林认为，一个高的导体能为闪电提供接闪机会，而接地的导体会为闪电电流流入地面提供一个安全的路径，见图3。
图3 费城的独立大厅
（修复过程中，在塔楼西北角的内墙上发现原始接地导体）
讨论
01
富兰克林在防雷方面的贡献具有开创性，他认为，高的绝缘棒可以用来确定雷云是否带电，而接地可以防止闪电造成伤害。
02
富兰克林通过观察和研究认为，“雷雨云最常见的是负极性，有时也有正极性”。所有的放电都从正到负，他得出结论，雷击大部分情况是雷云到大地，而不是大地到雷云。但是，无论电流的方向如何，雷击的影响几乎相同。这比现代的研究成果早了170年。
03
富兰克林的防雷系统有三个关键因素：金属棒、屋顶水平导线（现在称为接闪杆和接闪带）、垂直引下导线（即引下线）与大地（接地体）连接。富兰克林认为闪电击中高的金属棒可以提供保护，接地能提高放电效果。富兰克林还建议，接地棒要涂漆，以减少锈蚀。这些研究比现在的防雷标准早200多年。
04
富兰克林还提出了一些实际经验，如，雷雨时应避免在孤立的树下躲雨，而蹲在开阔的田野相对安全；雷雨期间，人在户外衣服变湿也会提供一条雷电传导路径。
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