Elektrostatisk skjerming: eksperiment og applikasjoner

skjermingelektrostatisk er et fenomen som forårsaker elektrisk felt, inne i lederne i elektrostatisk likevekt, er null. Elektrostatisk skjerming beskytter elektroniske kretser mot skader og funksjonsfeil når de utsettes for eksterne elektriske felt.

Seogså: Beregning av forbrukt elektrisk energi - hvordan du gjør det, eksempler og øvelser

Hvordan fungerer elektrostatisk skjerming?

Materialene ledere, som jern, sølv eller gull, har en stor mengde elektronergratis. slik elektroner de er i stand til å bevege seg og lider nesten ikke motstand inne i lederne. Denne friheten gjør at disse elektronene kan omorganisere seg, nesten øyeblikkelig, hver gang lederen blir utsatt for en feltelektriskutvendig.

I en isolert leder holder denne omorganiseringen av elektroner den nøytral, men med akkumuleringer av ladninger i forskjellige regioner av den (denne tilstanden kalles polarisering), i tillegg til det indre, det elektriske feltet vil være null.

Inne i lederne er det indre elektriske feltet alltid null.

Det er viktig å merke seg at det elektriske feltet bare vil være heltnull inne i lederne når de er i balansereelektrostatisk. Elektrostatisk balanse er preget av hviletilstanden til elektriske ladninger, derfor er den ikke gyldig i situasjoner i at det er elektriske strømmer inne i lederne, eller når et eksternt elektrisk felt påføres lederen og variabel.

Videre, når en leder er i elektrostatisk balanse, er dens lastervæsker (overflødig belastning), er fordelt over hele din flate, så mengden avgifter per område, kjent som tetthetflateJegcialav belastninger, vær konstant.

Det er av denne grunn at fenomenet kjent som tipsens makt - ledere med skarpe områder (av svært små områder) må kompensere for overflateladningstettheten. For å gjøre det akkumulerer de en stor mengde av dem. Dette gjør at tipsene mer sannsynlig gir gnister, slik tilfellet er med lynavleder, brukes til å lette passering av lyn.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

Elektrostatiske skjermingsapplikasjoner

Elektrostatisk skjerming er et fenomen som er veldig nyttig for elektronikk, siden det er det mulig å isolere elektriske kretser fra mulige effekter forårsaket av interferens fra elektriske felt utvendig. Den mest kjente bruken av elektrostatisk skjerming er faradays bur— et metallbur der hovedfunksjonen er å beskytte interiøret mot elektriske utladninger.

La oss sjekke ut andre bruksområder for elektrostatisk skjerming:

• Ledertråder - elektrostatisk skjerming brukes i lydkabler for å beskytte det overførte signalet fra interferens forårsaket av eksterne elektriske felt.

• Biler - det indre av kjøretøyer er "trygt" mot lyn eller andre elektriske utladninger, så lenge passasjerene er inne i bilen, siden kroppen er metallisk.

• ledende klær - er klær som vanligvis er laget av rustfritt stål og andre materialer, som brukes til å beskytte arbeidstakere som arbeider direkte med høyspenningsnett. De fungerer akkurat som et Faraday-bur.

Faradays bur har blitt brukt til et stort antall eksperimenter på elektrisitet. [1]

Elektrostatisk skjermingseksperiment

Det er et stort antall eksperimenter som kan gjøres for å observere virkningen av elektrostatisk skjerming. En av de enkleste måtene å gjøre denne observasjonen er ved bruk av a metallsikt. Vil du vite mer om dette eksperimentelle oppsettet? Les vår artikkel om elektrostatisk skjerming, i çanal av ogducator.

De fleste av eksperimentene som er foreslått i internettartikler, snakker om å bruke aluminiumsfolie, panner eller til og med en mikrobølgeovn for å avbryte mobiltelefonsignalet. Imidlertid illustrerer slike fenomener ikke den elektrostatiske skjermingen, men den elektromagnetiske skjermingen av radiobølger.

Bildekreditter

[1] allmenning | Antoine Taveneaux

Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

HELERBROCK, Rafael. "Elektrostatisk skjerming"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm. Tilgang 27. juni 2021.