Τι είναι η ηλεκτροστατική θωράκιση;

Ηλεκτροστατική θωράκιση είναι το φυσικό φαινόμενο που κάνει το ηλεκτρικό πεδίο πάντα άκυρο μέσα στα υλικά αγωγοί. Αυτό οφείλεται στον τρόπο με τον οποίο το ηλεκτρικά φορτία κατανέμονται κατά μήκος της επιφάνειας των αγωγών σε ισορροπία ηλεκτροστατικός.

Αποτέλεσμα ενός πειράματος με το όνομα κλουβί faradayΗ ηλεκτροστατική θωράκιση ανακαλύφθηκε από τον Michael Faraday το 1936 και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε διαφορετικά περιβάλλοντα για την προστασία ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.

Δείτε επίσης: Πυκνωτές - διηλεκτρικά μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ηλεκτρικών φορτίων

Ποιος ανακάλυψε ηλεκτροστατική ασπίδα;

Η ηλεκτροστατική θωράκιση ανακαλύφθηκε απόMichael Faraday (1821-1867), το έτος 1936, μέσω ενός πειράματος που έγινε γνωστό ως κλουβίσεFaraday. Το πείραμα αποτελούνταν από ένα μεγάλο κλειστό μεταλλικό κλουβί που δέχθηκε έντονες ηλεκτρικές εκκενώσεις, ενώ ο Faraday παρέμεινε καθισμένος σε μια καρέκλα, χωρίς να επηρεάζεται από το ηλεκτρικό ρεύμα.

Ο άντρας της φιγούρας είναι ντυμένος με το κλουβί του Faraday, το οποίο τον προστατεύει από ηλεκτρικές εκκενώσεις.

Πώς λειτουργεί η ηλεκτροστατική θωράκιση;

Η ηλεκτροστατική θωράκιση είναι επίσης το φαινόμενο που προκαλεί σήματα κινητών τηλεφώνων, για παράδειγμα, να χάσουν την ένταση ή ακόμη και να ακυρωθούν όταν είμαστε στο ασανσέρ. Χάρη σε αυτό το φαινόμενο, είμαστε ασφαλείς στα αυτοκίνητα κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας. ακτίνες: το αμάξωμα του αυτοκινήτου, το οποίο είναι κλειστό και κατασκευασμένο από αγώγιμο υλικό, διασφαλίζει ότι δεν είμαστε εκτεθειμένοι στις βλαβερές συνέπειες του κεραυνού. Αυτό είναι επειδή, μέσα σε οποιονδήποτε κλειστό αγωγό, το ηλεκτρικό πεδίο είναι μηδενικόΓιατί όμως συμβαίνει αυτό; Κοίτα την εικόνα:

Σε φορτισμένους αγωγούς, το εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο είναι πάντα μηδενικό.

Στο σχήμα που εμφανίζεται, έχουμε ένα αντικείμενοαγωγός, με υπερβολικά θετικές χρεώσεις. Σημειώστε ότι τα φορτία απέχουν όσο το δυνατόν πιο μακριά το ένα από το άλλο, λόγω ηλεκτροστατικής απωθήσεως, αλλά και της κινητικότητας των ηλεκτρικών φορτίων στους αγωγούς. Λόγω αυτών των δύο παραγόντων, σε αγώγιμα υλικά, όλα τα πλεονάζοντα ηλεκτρικά φορτία πάντα καταλαμβάνει την επιφάνεια του υλικού, έτσι ώστε να μην υπάρχει ανισορροπία ηλεκτρικών φορτίων στο εσωτερικό του αγωγός.

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)

Όταν τοποθετούμε το αντικείμενο που οδηγεί το σχήμα παρουσία α πεδίοηλεκτρικόςεξωτερικός, συμβαίνει κάτι ενδιαφέρον: τα ηλεκτρικά φορτία κινούνται σύμφωνα με την κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου, με αυτόν τον τρόπο, το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από τα φορτία ακυρώνεται από το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, παρακολουθώ:

Δεδομένου ότι το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στον αγωγό είναι μηδενικό, Δεν υπάρχει πιθανή διαφορά μεταξύ οποιωνδήποτε σημείων του αγωγού, οπότε δεν υπάρχει κίνηση φορτίων. Με αυτόν τον τρόπο, όταν βρεθούμε μέσα σε κλειστό αγωγό, προστατευόμαστε από ηλεκτρικές παρεμβολές από το εξωτερικό περιβάλλον και από κυματιστάηλεκτρομαγνητικός.

Η κατάσταση που περιγράφεται παραπάνω μας επιτρέπει να κατανοήσουμε γιατί η ηλεκτροστατική θωράκιση επηρεάζει το σήμα του τηλεπικοινωνίες μέσα στο ασανσέρ, όπως αναφέρεται στην αρχή του κειμένου: o ηλεκτρικό πεδίο των ραδιοκυμάτων, τα οποία μεταδίδουν το σήμα κυψέλης, γίνονται μηδενικά μέσα σε έναν απόλυτα κλειστό αγωγό.

Δείτε επίσης: Ηλεκτροστατική - μελέτη ηλεκτρικών φορτίων σε κατάσταση ηρεμίας

Εφαρμογές ηλεκτροστατικής θωράκισης

Η ηλεκτροστατική θωράκιση χρησιμοποιείται σε μεγάλο αριθμό τεχνολογικών εφαρμογών. Ο κύριος σκοπός του είναι να προστασία ευαίσθητων συστατικών ηλεκτρονικά κυκλώματα, τα οποία μπορεί να υποστούν ζημιά εάν εκτεθούν σε εξωτερικά ηλεκτρικά πεδία.

Ορισμένες συσκευές, όπως μικροκύματα, ραδιόφωνα, τηλεοράσεις, συσκευές αποθήκευσης, συσκευές αναπαραγωγής DVD, συσκευές αναπαραγωγής blu-ray, υπολογιστές και φορητοί υπολογιστές, διαθέτουν επιστρώσειςμεταλλικός που λειτουργούν σαν κλουβιάσεfaraday για την προστασία των εσωτερικών κυκλωμάτων τους.

δύναμη των συμβουλών

Η δύναμη των άκρων είναι το χαρακτηριστικό των αγωγών που κάνουν εκεί περισσότερα συσσώρευση χρεώσεων σε αιχμηρές περιοχές, ή με μεγάλη καμπυλότητα. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε αγωγός σε ηλεκτροστατική ισορροπία έχει μηδενικό εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο και, επομένως, ολόκληρο Η επιφάνειά του είναι κάτω από το ίδιο ηλεκτρικό δυναμικό, με άλλα λόγια, λέμε ότι η επιφάνεια αυτού του αγωγού é ισοδύναμος.

Κοίταεπίσης: Σε τι χρησιμεύουν τα ηλεκτρικά κυκλώματα;

Μια φορά δυνητικόςηλεκτρικός é αντιστρόφωςαναλογικάστον κεραυνό (r), έτσι ώστε αυτό το ηλεκτρικό δυναμικό να παραμένει σταθερό σε ολόκληρη την επιφάνεια του αγωγού, είναι διαφορετικές μονάδες φορτίου απαραίτητο σε αιχμηρές περιοχές, όπου η ακτίνα καμπυλότητας της επιφάνειας του αγωγού είναι μεγαλύτερη σε σχέση με τις επίπεδες περιοχές του αγωγός.

Οι συλλήπτες έχουν συμβουλές που προωθούν μεγαλύτερη συσσώρευση χρεώσεων.

Αυτό κάνει τις ακτίνες πιο πιθανό να χτυπήσουν αλεξικέραυνο, τα οποία είναι ενσωματωμένα υλικόαγωγός και είναι αιχμηρός στα άκρα τους έτσι ώστε να μπορούν να συσσωρεύουν μεγαλύτερη ποσότητα ηλεκτρικών φορτίων, διευκολύνοντας έτσι τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος.

Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής