التدريع الكهروستاتيكي هي الظاهرة الفيزيائية التي يجعل المجال الكهربائي دائمًا فارغًا داخل المواد الموصلات. هذا يرجع إلى الطريقة التي الشحنات الكهربائية يتم توزيعها على طول سطح الموصلات في حالة توازن كهرباء.
نتيجة تجربة اسمه قفص فاراداي، تم اكتشاف التدريع الكهروستاتيكي بواسطة Michael Faraday في عام 1936 ولا يزال يستخدم في سياقات مختلفة من أجل حماية الدوائر الإلكترونية.
نرى أيضا: المكثفات - وسيلة عازلة تستخدم لتخزين الشحنات الكهربائية
من اكتشف الحماية الكهروستاتيكية؟
تم اكتشاف التدريع الكهروستاتيكي بواسطةمايكل فارادي (1821-1867) ، في عام 1936 ، من خلال تجربة عرفت باسم قفصفيفاراداي. تكونت التجربة من قفص معدني كبير مغلق تلقى تصريفات كهربائية مكثفة ، بينما ظل فاراداي جالسًا على كرسي ، ولم يتأثر التيار الكهربائي.
كيف يعمل التدريع الكهروستاتيكي؟
التدريع الكهروستاتيكي هو أيضًا الظاهرة التي تتسبب في فقدان إشارات الهاتف الخلوي ، على سبيل المثال ، شدتها أو حتى إلغائها عندما نكون في المصعد. بفضل هذه الظاهرة ، نحن بأمان في السيارات أثناء العاصفة.
أشعة: جسم السيارة ، وهو مغلق ومصنوع من مادة موصلة للكهرباء ، يضمن عدم تعرضنا للآثار الضارة للصواعق. هذا بسبب، داخل أي موصل مغلق ، المجال الكهربائي لاغية، لكن لماذا يحدث هذا؟ انظر الى الصورة:
في الشكل الموضح ، لدينا ملف موضوعموصل, مع رسوم موجبة زائدة. لاحظ أن الشحنات متباعدة قدر الإمكان عن بعضها البعض ، بسبب التنافر الكهروستاتيكي ، ولكن أيضًا بسبب تنقل الشحنات الكهربائية في الموصلات. بسبب هذين العاملين ، في المواد الموصلة ، جميع الشحنات الكهربائية الزائدة دائمًا تشغل سطح المادة ، بحيث لا يكون هناك اختلال في الشحنات الكهربائية داخل موصل.
عندما نضع الكائن الذي يقود الشكل في وجود مجالكهربائيخارجي، يحدث شيء مثير للاهتمام: تتحرك الشحنات الكهربائية وفقًا لاتجاه المجال الكهربائي ، بهذه الطريقة ، يتم إلغاء المجال الكهربائي الناتج عن الشحنات بواسطة المجال الكهربائي الخارجي، يشاهد:
منذ المجال الكهربائي داخل الموصل باطل، لا يوجد التباينات المحتملة بين أي نقاط من الموصل ، لذلك لا توجد حركة للأحمال. بهذه الطريقة ، عندما نجد أنفسنا داخل موصل مغلق ، فإننا محميون من التداخل الكهربائي من البيئة الخارجية ومن أمواجالكهرومغناطيسي.
يسمح لنا الموقف الموضح أعلاه بفهم سبب تأثير التدريع الكهروستاتيكي على إشارة الاتصالات داخل المصعد كما ذكر في بداية النص: o الحقل الكهربائي من موجات الراديو ، التي تنقل إشارة الخلية ، تصبح فارغة داخل موصل مغلق تمامًا.
نرى أيضا: الكهرباء الساكنة - دراسة الشحنات الكهربائية في حالة السكون
تطبيقات التدريع الكهروستاتيكي
يستخدم التدريع الكهروستاتيكي في عدد كبير من التطبيقات التكنولوجية. الغرض الرئيسي منه هو حماية المكونات الحساسة الدوائر الإلكترونية التي يمكن أن تتلف إذا تعرضت لمجالات كهربائية خارجية.
تحتوي بعض الأجهزة ، مثل أجهزة الميكروويف والراديو والتلفزيونات وأجهزة التخزين ومشغلات DVD ومشغلات Blu-ray وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة على الطلاءاتمعدني هذا العمل مثل أقفاصفيفاراداي لحماية دوائرهم الداخلية.
قوة النصائح
قوة التلميحات هي خاصية الموصلات التي تجعل هناك المزيد تراكم الشحنات في المناطق الحادة، أو ذات انحناء كبير. هذا لأن كل موصل في حالة توازن إلكتروستاتيكي له مجال كهربائي داخلي فارغ ، وبالتالي ، الحقل بأكمله سطحه تحت نفس الجهد الكهربائي ، بمعنى آخر نقول أن سطح هذا الموصل é متساوي الجهد.
نظرةأيضا: ما هي الدوائر الكهربائية؟
مرة واحدة القدرهكهربائي é عكسيامتناسبالبرق (r) ، بحيث يظل هذا الجهد الكهربائي ثابتًا على طول سطح الموصل بالكامل ، تكون وحدات التحميل المختلفة ضروري في المناطق الحادة ، حيث يكون نصف قطر انحناء سطح الموصل أكبر بالنسبة للمناطق المسطحة من موصل.
هذا يجعل الأشعة أكثر عرضة لضرب مانعة الصواعق، والتي تم بناؤها موادموصل و هم يشير الى في نهاياتها بحيث يمكن أن تتراكم كمية أكبر من الشحنات الكهربائية ، وبالتالي تسهيل مرور التيار الكهربائي.
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-blindagem-eletrostatica.htm