מיגון אלקטרוסטטי היא התופעה הפיזיקלית ש הופך את השדה החשמלי לאפס תמיד בתוך החומרים מנצחים. זאת בשל האופן שבו ה- מטענים חשמליים מופצים לאורך פני השטח של המוליכים בשיווי משקל אלקטרוסטטי.
תוצאה של ניסוי בשם הכלוב של פאראדיי, מיגון אלקטרוסטטי התגלה על ידי מייקל פאראדיי בשנת 1936 והוא משמש עדיין בהקשרים שונים על מנת להגן על מעגלים אלקטרוניים.
ראה גם: קבלים - אמצעים דיאלקטריים המשמשים לאחסון מטענים חשמליים
מי גילה מיגון אלקטרוסטטי?
מיגון אלקטרוסטטי התגלה על ידימייקל פאראדיי (1821-1867), בשנת 1936, באמצעות ניסוי שנודע בשם כְּלוּבבפאראדיי. הניסוי כלל כלוב מתכת סגור גדול שקיבל פריקות חשמל עזות, בעוד פאראדיי נשאר בכיסא, ללא השפעה על זרם חשמלי.
כיצד פועל מיגון אלקטרוסטטי?
מיגון אלקטרוסטטי הוא גם התופעה שגורמת לאותות הטלפון הסלולרי, למשל, לאבד מעוצמתם או אפילו להתבטל כשאנחנו במעלית. בזכות תופעה זו אנו בטוחים במכוניות בעת סערה. קרניים: מרכב המכונית, סגור ועשוי מחומר מוליך, מבטיח כי אנו לא נחשפים להשפעות המזיקות של הברק. זה בגלל ש, בתוך כל מוליך סגור, השדה החשמלי אפס, אבל למה זה קורה? תסתכל על התמונה:
באיור המוצג, יש לנו לְהִתְנַגֵדמנצח, עם מטענים חיוביים עודפים. שים לב שהמטענים מרווחים זה בזה ככל האפשר, בגלל דחייה אלקטרוסטטית, אך גם ניידות מטענים חשמליים במוליכים. בשל שני גורמים אלה, בחומרים מוליכים, כל המטענים החשמליים העודפים תמיד לכבוש את פני השטח של החומר, כך שלא יהיה חוסר איזון של מטענים חשמליים בתוך מנצח.
כאשר אנו מציבים את האובייקט המוביל את הדמות בנוכחות א שדהחשמליחיצוני, קורה משהו מעניין: מטענים חשמליים נעים לפי כיוון השדה החשמלי, באופן זה, השדה החשמלי המופק על ידי המטענים מבוטל על ידי השדה החשמלי החיצוני, שעון:
מכיוון שהשדה החשמלי בתוך המוליך הוא ריק, אין הבדל פוטנציאלי בין כל נקודות המוליך, כך שאין תנועת עומסים. באופן זה, כאשר אנו מוצאים עצמנו בתוך מוליך סגור, אנו מוגנים מפני הפרעות חשמליות מהסביבה החיצונית ומפני גליםאלקטרומגנטית.
המצב שתואר לעיל מאפשר לנו להבין מדוע ההגנה האלקטרוסטטית משפיעה על האות של טלקומוניקציה בתוך המעלית, כאמור בתחילת הטקסט: o שדה חשמלי מגלי הרדיו, המשדרים את אות התא, הופך לאפס בתוך מוליך סגור לחלוטין.
ראה גם: אלקטרוסטטיקה - חקר מטענים חשמליים במנוחה
יישומי מיגון אלקטרוסטטיים
מיגון אלקטרוסטטי משמש במספר רב של יישומים טכנולוגיים. מטרתו העיקרית היא להגן על רכיבים רגישים מעגלים אלקטרוניים, העלולים להיפגע אם הם נחשפים לשדות חשמל חיצוניים.
מכשירי חשמל מסוימים, כגון מיקרוגל, מכשירי רדיו, טלוויזיות, מכשירי אחסון, נגני DVD, נגני Blu-ray, מחשבים ומחברות, כוללים ציפוייםמַתַכתִי שעובדים כמו כלוביםבפאראדיי כדי להגן על המעגלים הפנימיים שלהם.
כוחם של טיפים
כוח העצות הוא המאפיין של המוליכים שהופך את זה ליותר הצטברות מטענים באזורים חדים, או של עקמומיות רבה. הסיבה לכך היא שלכל מוליך בשיווי משקל אלקטרוסטטי יש שדה חשמלי פנימי אפס, ולכן כל כולו פני השטח שלו נמצאים תחת אותו פוטנציאל חשמלי, במילים אחרות, אנו אומרים כי פני השטח של המוליך הזה é שְׁוֵה כֹּחַ.
תראהגַם: לשם מה נועדו מעגלים חשמליים?
פַּעַם פוטנציאלחשמלי é בְּיַחַס הָפוּךיַחֲסִילברק (r), כך שפוטנציאל חשמלי זה יישאר קבוע לאורך כל השטח של המוליך, מודולי עומס שונים הם הכרחי באזורים חדים, בהם רדיוס העקמומיות של מוליך המוליך גדול יותר ביחס לאזורים השטוחים של מנצח.
זה הופך את הקרניים לסבירות גבוהה יותר להכות את כליא ברק, אשר מובנים חוֹמֶרמנצח והם מְחוּדָד בקצותיהם כך שיוכלו לצבור כמות גדולה יותר של מטענים חשמליים, וכך להקל על מעבר הזרם החשמלי.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-blindagem-eletrostatica.htm
