Ekranowanie elektrostatyczne: eksperyment i zastosowania

zastawianieelektrostatyczny jest zjawiskiem, które powoduje pole elektryczne, wewnątrz przewodników w równowadze elektrostatycznej, jest zerowa. Ekranowanie elektrostatyczne chroni obwody elektroniczne przed uszkodzeniem i awarią pod wpływem zewnętrznych pól elektrycznych.

Popatrzrównież: Obliczanie zużytej energii elektrycznej - jak to zrobić, przykłady i ćwiczenia

Jak działa ekranowanie elektrostatyczne?

Materiały przewodniki, takich jak żelazo, srebro czy złoto, mają dużą ilość elektronywolny. taki elektrony są w stanie się poruszać, nie napotykając prawie żadnego oporu wewnątrz przewodników. Ta swoboda sprawia, że ​​te elektrony są w stanie przestawić się, niemal natychmiast, za każdym razem, gdy przewodnik jest wystawiony na działanie sił poleelektrycznyzewnętrzny.

W izolowanym przewodniku ta reorganizacja elektronów utrzymuje go w stanie neutralnym, ale z nagromadzeniem ładunków w różne jej regiony (stan ten nazywamy polaryzacją), dodatkowo w jej wnętrzu pole elektryczne będzie zerowy.

Wewnątrz przewodników wewnętrzne pole elektryczne jest zawsze zerowe.

Ważne jest, aby pamiętać, że pole elektryczne będzie tylko całkowiciezero wewnątrz przewodów, gdy są w środku saldoelektrostatyczny. Równowagę elektrostatyczną charakteryzuje stan spoczynku ładunków elektrycznych, dlatego nie ma zastosowania w sytuacjach: że wewnątrz przewodników występują prądy elektryczne lub gdy do przewodnika przyłożone jest zewnętrzne pole elektryczne i zmienna.

Ponadto, gdy przewodnik jest w równowadze elektrostatycznej, jego masapłyny (nadmiarowe ładunki), są rozprowadzane w całym Twój powierzchnia, czyli kwota opłat na obszar, znana jako gęstośćpowierzchniajacialaobciążeń, bądź stały.

Z tego powodu zjawisko znane jako moc wskazówek — przewodniki o ostrych obszarach (o bardzo małych obszarach) muszą kompensować gęstość ładunku powierzchniowego. W tym celu gromadzą ich dużą ilość. Sprawia to, że groty z większym prawdopodobieństwem wytwarzają iskry, tak jak w przypadku piorunochron, używany do ułatwienia przejścia pioruna.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Zastosowania ekranowania elektrostatycznego

Ekranowanie elektrostatyczne jest zjawiskiem bardzo przydatnym dla elektroniki, ponieważ dzięki niemu jest możliwe odizolowanie obwodów elektrycznych od możliwych skutków spowodowanych zakłóceniami pól elektrycznych electrical zewnętrzny. Najbardziej znanym zastosowaniem ekranowania elektrostatycznego jest klatka Faradaya— metalowa klatka, której główną funkcją jest ochrona jej wnętrza przed wyładowaniami elektrycznymi.

Sprawdźmy inne zastosowania ekranowania elektrostatycznego:

• Przewody przewodzące – w kablach audio stosuje się ekranowanie elektrostatyczne w celu ochrony przesyłanego sygnału przed zakłóceniami powodowanymi przez zewnętrzne pola elektryczne.

• Samochody – wnętrze pojazdów jest „bezpieczne” przed wyładowaniami atmosferycznymi lub innymi wyładowaniami elektrycznymi, o ile pasażerowie znajdują się w samochodzie, ponieważ jego karoseria jest metalowa.

• odzież przewodząca – są to ubrania na ogół wykonane ze stali nierdzewnej i innych materiałów, służące do ochrony pracowników mających bezpośredni kontakt z sieciami wysokiego napięcia. Działają jak klatka Faradaya.

Klatka Faradaya była używana do wielu eksperymentów z elektrycznością.[1]

Eksperyment z ekranowaniem elektrostatycznym

Istnieje wiele eksperymentów, które można przeprowadzić, aby zaobserwować działanie ekranowania elektrostatycznego. Jednym z najprostszych sposobów dokonania tej obserwacji jest użycie a metalowe sito. Chcesz dowiedzieć się więcej o tej konfiguracji eksperymentalnej? Przeczytaj nasz artykuł o ekranowanie elektrostatyczne, w doanal z idukator.

Większość eksperymentów sugerowanych w artykułach internetowych mówi o użyciu folii aluminiowej, patelni, a nawet kuchenki mikrofalowej do przerwania sygnału telefonu komórkowego. Jednak takie zjawiska w rzeczywistości nie ilustrują ekranowania elektrostatycznego, ale ekranowanie elektromagnetyczne fale radiowe.

Kredyty obrazkowe

[1] lud | Antoine Taveneaux

Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

HELERBROCK, Rafael. „Ekranowanie elektrostatyczne”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.