Elektrostatické tienenie: experiment a aplikácie

Tienenieelektrostatický je jav, ktorý spôsobuje elektrické pole, vo vnútri vodičov v elektrostatickej rovnováhe, je nulový. Elektrostatické tienenie chráni elektronické obvody pred poškodením a funkčnými poruchami pri vystavení vonkajším elektrickým poliam.

Pozritiež: Výpočet spotrebovanej elektrickej energie - ako na to, príklady a cvičenia

Ako funguje elektrostatické tienenie?

Materiály vodičov, ako je železo, striebro alebo zlato, majú veľké množstvo elektrónyzadarmo. taký elektróny sú schopné sa pohybovať a vo vodičoch nemajú takmer žiadny odpor. Táto sloboda umožňuje týmto elektrónom zmeniť ich usporiadanie takmer okamžite, kedykoľvek je vodič vystavený pôsobeniu a lúkaelektrickýexterný.

V izolovanom vodiči ho táto reorganizácia elektrónov udržuje neutrálne, ale s akumuláciou nábojov v sebe rôzne jeho oblasti (tento stav sa nazýva polarizácia), navyše v jeho vnútri elektrické pole bude neplatné.

Vo vnútri vodičov je vnútorné elektrické pole vždy nulové.

Je dôležité si uvedomiť, že elektrické pole bude iba

úplnenulový vo vnútri vodičov, keď sú vo vnútri rovnováhaelektrostatický. Elektrostatická rovnováha je charakterizovaná pokojovým stavom elektrických nábojov, preto nie je platná pre situácie v že vo vnútri vodičov sú elektrické prúdy, alebo keď na vodič pôsobí vonkajšie elektrické pole a premenná.

Ďalej, keď je vodič v elektrostatickej rovnováhe, jeho bremenákvapaliny (nadmerné zaťaženie), sú distribuované po celej EÚ tvoj povrch, takže výška poplatkov za oblasť, známa ako hustotapovrchicialzaťaženia, byť konštantné.

Z tohto dôvodu sa jav známy ako sila hrotov - vodiče s ostrými oblasťami (veľmi malých plôch) musia kompenzovať hustotu povrchového náboja. Za týmto účelom ich hromadí veľké množstvo. To zvyšuje pravdepodobnosť, že hroty budú vytvárať iskry, ako je to v prípade hromozvod, slúžiaci na uľahčenie prechodu blesku.

Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)

Aplikácie elektrostatického tienenia

Elektrostatické tienenie je jav, ktorý sa elektronike veľmi dobre hodí, pretože ním je je možné izolovať elektrické obvody od možných účinkov spôsobených interferenciou z elektrických polí externý. Najznámejšou aplikáciou elektrostatického tienenia je faradayova klietka— kovová klietka, ktorej hlavnou funkciou je chrániť jej vnútro pred elektrickými výbojmi.

Pozrime sa na ďalšie použitia elektrostatického tienenia:

• Vodiče drôtov - elektrostatické tienenie sa používa v audio kábloch na ochranu prenášaného signálu pred rušením spôsobeným vonkajšími elektrickými poľami.

• Autá - interiér vozidla je „bezpečný“ pred bleskom alebo inými elektrickými výbojmi, pokiaľ sú cestujúci vo vnútri vozidla, pretože jeho karoséria je kovová.

• vodivé oblečenie - sú odevy zvyčajne vyrobené z nehrdzavejúcej ocele a iných materiálov, ktoré sa používajú na ochranu pracovníkov, ktorí priamo pracujú so sieťami vysokého napätia. Fungujú rovnako ako Faradayova klietka.

Faradayova klietka sa používala na veľké množstvo experimentov s elektrinou. [1]

Pokus s elektrostatickým tienením

Existuje veľké množstvo experimentov, ktoré možno vykonať na pozorovanie pôsobenia elektrostatického tienenia. Jedným z najjednoduchších spôsobov, ako urobiť toto pozorovanie, je použitie a kovové sito. Chcete sa dozvedieť viac o tomto experimentálnom nastavení? Prečítajte si náš článok o elektrostatické tienenie v çanálny z adukátor.

Väčšina experimentov navrhovaných v článkoch na internete hovorí o použití hliníkovej fólie, panvíc alebo dokonca mikrovlnnej rúry na prerušenie signálu mobilného telefónu. Takéto javy však v skutočnosti neilustrujú elektrostatické tienenie, ale elektromagnetické tienenie rádiové vlny.

Obrázkové kredity

[1] Commons | Antoine Taveneaux

Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky

Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:

HELERBROCK, Rafael. „Elektrostatické tienenie“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm. Prístup k 27. júnu 2021.