التدريعكهرباء هي ظاهرة تسبب الحقل الكهربائي، داخل الموصلات في التوازن الكهروستاتيكي ، لا شيء. يحمي التدريع الكهروستاتيكي الدوائر الإلكترونية من التلف والأعطال عند تعرضها لمجالات كهربائية خارجية.
نظرةأيضا: حساب الطاقة الكهربائية المستهلكة - كيفية القيام بذلك ، أمثلة وتمارين
كيف يعمل التدريع الكهروستاتيكي؟
المواد الموصلات، مثل الحديد أو الفضة أو الذهب ، بكمية كبيرة من الإلكتروناتمجانا. مثل الإلكترونات إنهم قادرون على الحركة ، ولا يعانون من أي مقاومة تقريبًا داخل الموصلات. هذه الحرية تجعل هذه الإلكترونات قادرة على إعادة ترتيب نفسها ، على الفور تقريبًا ، كلما تعرض الموصل لـ a مجالكهربائيخارجي.
في الموصل المعزول ، فإن إعادة تنظيم الإلكترونات هذه تبقيها محايدة ، ولكن مع تراكم الشحنات فيها مناطق مختلفة منه (تسمى هذه الحالة الاستقطاب) ، بالإضافة إلى المجال الكهربائي في باطنها سيكون لاغيا.
من المهم ملاحظة أن المجال الكهربائي سيكون فقط تماماباطل داخل الموصلات عندما تكون في الرصيدكهرباء. يتميز التوازن الكهروستاتيكي بحالة الراحة للشحنات الكهربائية ، وبالتالي فهو غير صالح للحالات في أن هناك تيارات كهربائية داخل الموصلات ، أو عندما يتم تطبيق مجال كهربائي خارجي على الموصل و عامل.
أيضًا ، عندما يكون الموصل في توازن إلكتروستاتيكي ، يكون الأحمالالسوائل (الأحمال الزائدة) ، هي موزعة في جميع أنحاء لك سطح - المظهر الخارجي، وبالتالي فإن مقدار الرسوم لكل منطقة ، والمعروف باسم كثافةسطح - المظهر الخارجيأناcialمن الأحمال ، كن ثابتًا.
ولهذا السبب عرفت الظاهرة ب قوة النصائح - تحتاج الموصلات ذات المناطق الحادة (ذات المساحات الصغيرة جدًا) إلى تعويض كثافة شحنة السطح. للقيام بذلك ، يقومون بتجميع كمية كبيرة منهم. هذا يجعل النصائح أكثر عرضة لإنتاج الشرر ، كما هو الحال مع مانعة الصواعق، تستخدم لتسهيل مرور البرق.
تطبيقات التدريع الكهروستاتيكي
التدريع الكهروستاتيكي هو ظاهرة ذات فائدة كبيرة للإلكترونيات ، لأنه من خلالها يتم ذلك من الممكن عزل الدوائر الكهربائية عن التأثيرات المحتملة الناتجة عن التداخل من المجالات الكهربائية خارجي. أشهر تطبيقات التدريع الكهروستاتيكي هو قفص فاراداي— قفص معدني وظيفته الرئيسية حماية الجزء الداخلي من التفريغ الكهربائي.
دعنا نتحقق من الاستخدامات الأخرى للحماية الكهروستاتيكية:
أسلاك الموصل - يتم استخدام التدريع الكهروستاتيكي في الكابلات الصوتية من أجل حماية الإشارة المرسلة من التداخل الناجم عن المجالات الكهربائية الخارجية.
سيارات - أن يكون الجزء الداخلي للمركبة "آمنًا" ضد الصواعق أو التصريفات الكهربائية الأخرى ، طالما كان الركاب داخل السيارة ، حيث أن جسمها من المعدن.
الملابس الموصلة - ملابس مصنوعة بشكل عام من الفولاذ المقاوم للصدأ ومواد أخرى ، وتستخدم لحماية العمال الذين يتعاملون مباشرة مع شبكات الجهد العالي. إنهم يعملون مثل قفص فاراداي.
تجربة التدريع الكهروستاتيكي
هناك عدد كبير من التجارب التي يمكن إجراؤها لمراقبة عمل التدريع الكهروستاتيكي. أحد أبسط الطرق لعمل هذه الملاحظة هو استخدام a غربال معدني. هل تريد معرفة المزيد عن هذا الإعداد التجريبي؟ اقرأ مقالتنا عن التدريع الكهروستاتيكي ، في çالشرج من ودوكيتور.
تتحدث معظم التجارب المقترحة في مقالات الإنترنت عن استخدام رقائق الألومنيوم أو المقالي أو حتى فرن الميكروويف لمقاطعة إشارة الهاتف الخلوي. ومع ذلك ، فإن مثل هذه الظواهر لا توضح في الواقع التدريع الكهروستاتيكي ، ولكن التدريع الكهرومغناطيسي موجات الراديو.
اعتمادات الصورة
[1] المشاع | أنطوان تافينو
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm