การป้องกันไฟฟ้าสถิตคืออะไร?

ป้องกันไฟฟ้าสถิต เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ ทำให้สนามไฟฟ้าเป็นโมฆะเสมอ ภายในวัสดุ ตัวนำ. ทั้งนี้เนื่องมาจากวิธีการที่ ค่าไฟฟ้า กระจายไปตามพื้นผิวของตัวนำในสภาวะสมดุล ไฟฟ้าสถิต.

ผลการทดลองที่ชื่อว่า กรงฟาราเดย์Michael Faraday ค้นพบการป้องกันไฟฟ้าสถิตในปี 1936 และยังคงใช้ในบริบทต่างๆ เพื่อปกป้องวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ดูด้วย: ตัวเก็บประจุ - อิเล็กทริกหมายถึงที่ใช้เก็บประจุไฟฟ้า

ใครเป็นผู้ค้นพบระบบป้องกันไฟฟ้าสถิต?

ตัวป้องกันไฟฟ้าสถิตถูกค้นพบโดยไมเคิล ฟาราเดย์ (พ.ศ. 2464-2410) ในปี พ.ศ. 2479 ผ่านการทดลองที่เรียกกันว่า กรงในฟาราเดย์ การทดลองประกอบด้วยกรงโลหะปิดขนาดใหญ่ที่ได้รับกระแสไฟฟ้าแรงสูง ขณะที่ฟาราเดย์ยังคงนั่งอยู่บนเก้าอี้ กระแสไฟฟ้า.

ชายในรูปแต่งตัวอยู่ในกรงของฟาราเดย์ ซึ่งปกป้องเขาจากกระแสไฟฟ้า

การป้องกันไฟฟ้าสถิตทำงานอย่างไร

การป้องกันไฟฟ้าสถิตยังเป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้สัญญาณโทรศัพท์มือถือลดลง เช่น สูญเสียความเข้มหรือแม้กระทั่งถูกยกเลิกเมื่อเราอยู่ในลิฟต์ ด้วยปรากฏการณ์นี้ เราจึงปลอดภัยในรถยนต์ระหว่างเกิดพายุ รังสี: ตัวรถที่ปิดสนิทและทำจากวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเราจะไม่ได้รับผลกระทบจากฟ้าผ่าที่เป็นอันตราย นี้เป็นเพราะ,

ภายในตัวนำปิดใด ๆ สนามไฟฟ้าเป็นโมฆะ, แต่ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? ดูที่รูปภาพ:

ในตัวนำที่มีประจุ สนามไฟฟ้าภายในมีค่าเป็นศูนย์เสมอ

ในรูปที่แสดง เรามี วัตถุตัวนำ, ด้วยประจุบวกส่วนเกิน โปรดทราบว่าประจุจะเว้นระยะห่างจากกันให้มากที่สุด เนื่องจากการขับไล่ไฟฟ้าสถิต แต่ยังรวมถึงการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในตัวนำด้วย เนื่องจากปัจจัยทั้งสองนี้ ในวัสดุนำไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าส่วนเกินทั้งหมดเสมอ ครอบครองพื้นผิวของวัสดุเพื่อไม่ให้เกิดความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าภายใน ตัวนำ

เมื่อเราวางวัตถุนำรูปไปไว้ข้างหน้า a สนามไฟฟ้าภายนอก, สิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้น: ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของสนามไฟฟ้าในลักษณะนี้ สนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุจะถูกยกเลิกโดยสนามไฟฟ้าภายนอก, ดู:

เนื่องจากสนามไฟฟ้าภายในตัวนำคือ null, นั่นไม่ใช่ ความต่างศักย์ ระหว่างจุดใดๆ ของตัวนำ ดังนั้นจึงไม่มีการเคลื่อนที่ของโหลด ด้วยวิธีนี้ เมื่อเราพบว่าตัวเองอยู่ในตัวนำแบบปิด เราได้รับการปกป้องจากการรบกวนทางไฟฟ้าจากสภาพแวดล้อมภายนอกและจาก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สถานการณ์ที่อธิบายไว้ข้างต้นทำให้เราเข้าใจว่าทำไมการป้องกันไฟฟ้าสถิตจึงส่งผลต่อสัญญาณของ โทรคมนาคม ภายในลิฟต์ ดังที่กล่าวไว้ตอนต้นของข้อความว่า o สนามไฟฟ้า ของคลื่นวิทยุซึ่งส่งสัญญาณเซลล์ จะกลายเป็นโมฆะภายในตัวนำที่ปิดสนิท

ดูด้วย: ไฟฟ้าสถิต - การศึกษาประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง

การใช้งานป้องกันไฟฟ้าสถิต

การป้องกันไฟฟ้าสถิตถูกนำมาใช้ในงานด้านเทคโนโลยีจำนวนมาก วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อ ปกป้องส่วนประกอบที่บอบบาง วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่อาจเสียหายได้หากสัมผัสกับสนามไฟฟ้าภายนอก

เครื่องใช้บางอย่าง เช่น ไมโครเวฟ วิทยุ โทรทัศน์ อุปกรณ์จัดเก็บ เครื่องเล่น DVD เครื่องเล่นบลูเรย์ คอมพิวเตอร์และโน้ตบุ๊ก สารเคลือบโลหะ ที่ทำงานเหมือน กรงในฟาราเดย์ เพื่อป้องกันวงจรภายใน

พลังแห่งเคล็ดลับ

พลังของทิปคือคุณสมบัติของตัวนำที่ทำให้มีมากขึ้น การสะสมของประจุในบริเวณที่มีคมหรือมีความโค้งมาก เนื่องจากตัวนำทุกตัวในสภาวะสมดุลไฟฟ้าสถิตมีสนามไฟฟ้าภายในเป็นโมฆะ ดังนั้น. ทั้งหมด พื้นผิวของมันอยู่ภายใต้ศักย์ไฟฟ้าเดียวกัน กล่าวคือ พื้นผิวของตัวนำนี้ é ศักยภาพเท่ากัน.

ดูยัง: วงจรไฟฟ้ามีไว้เพื่ออะไร?

ครั้งหนึ่ง ศักยภาพไฟฟ้า é ผกผันสัดส่วนสู่ฟ้าแลบ (r) เพื่อให้ศักย์ไฟฟ้านี้คงที่ตลอดพื้นผิวทั้งหมดของตัวนำ โมดูลโหลดที่แตกต่างกันคือ จำเป็นในบริเวณแหลมคม โดยรัศมีความโค้งของพื้นผิวตัวนำมีค่ามากกว่าเมื่อเทียบกับพื้นที่ราบของ ตัวนำ

ผู้จับกุมมีเคล็ดลับที่ส่งเสริมการสะสมประจุมากขึ้น

ทำให้รังสีมีแนวโน้มที่จะกระทบกับ สายล่อฟ้าซึ่งสร้างขึ้นใน วัสดุตัวนำ และพวกเขาคือ แหลม ที่ปลายของมันเพื่อให้สามารถสะสมประจุไฟฟ้าได้มากขึ้น จึงอำนวยความสะดวกในการเดินของกระแสไฟฟ้า

โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-blindagem-eletrostatica.htm