Електростатичне екранування: експеримент та застосування

екрануванняелектростатичний є явищем, яке викликає електричне поле, всередині провідників в електростатичній рівновазі, дорівнює нулю. Електростатичний екран захищає електронні схеми від пошкоджень та несправностей під впливом зовнішніх електричних полів.

Дивисьтакож: Розрахунок спожитої електричної енергії - як це зробити, приклади та вправи

Як працює електростатичне екранування?

Матеріали провідники, таких як залізо, срібло або золото, мають велику кількість електронибезкоштовно. такі електрони вони здатні рухатися, майже не зазнаючи опору всередині провідників. Ця свобода робить ці електрони здатними переставляти себе практично миттєво, щоразу, коли провідник піддається дії полеелектричнийзовнішній.

В ізольованому провіднику ця реорганізація електронів підтримує його нейтральним, але з накопиченням зарядів всередині різні його області (ця умова називається поляризацією), крім того, у її внутрішній частині знаходиться електричне поле буде нульовим.

Усередині провідників внутрішнє електричне поле завжди дорівнює нулю.

Важливо відзначити, що електричне поле буде лише повністюнуль всередині провідників, коли вони знаходяться баланселектростатичний. Електростатичний баланс характеризується станом спокою електричних зарядів, тому він не діє для ситуацій в що всередині провідників є електричні струми, або коли на провідник подається зовнішнє електричне поле і змінна.

Крім того, коли провідник знаходиться в електростатичному балансі, його навантаженнярідини (надлишкові навантаження), є розподілений по всьому ваш поверхні, отже, сума зборів за площу, відома як щільністьповерхніiциальнийнавантажень, бути постійним.

Саме з цієї причини явище, відоме як потужність наконечників - провідники, які мають гострі області (дуже малих площ), повинні компенсувати поверхневу щільність заряду. Для цього вони накопичують їх велику кількість. Це робить наконечники більш імовірними іскроутворення, як це відбувається у випадку громовідвід, що використовується для полегшення проходження блискавки.

Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)

Електростатичне екранування

Електростатичне екранування - явище, яке дуже корисно для електроніки, оскільки завдяки цьому воно і є можна ізолювати електричні ланцюги від можливих ефектів, спричинених перешкодами від електричних полів зовнішній. Найвідомішим застосуванням електростатичного екранування є клітина Фарадея— металева клітка, основною функцією якої є захист її внутрішньої частини від електричних розрядів.

Давайте перевіримо інші способи використання електростатичного екранування:

• Провід проводів - електростатичне екранування використовується в аудіокабелях для захисту переданого сигналу від перешкод, спричинених зовнішніми електричними полями.

• Автомобілі - салон автомобілів “безпечний” від блискавки та інших електричних розрядів, якщо пасажири знаходяться всередині автомобіля, оскільки його кузов металевий.

• струмопровідний одяг - це одяг, як правило, виготовлений з нержавіючої сталі та інших матеріалів, що використовується для захисту працівників, які безпосередньо мають справу з високовольтними мережами. Вони працюють так само, як клітина Фарадея.

Клітка Фарадея була використана для великої кількості експериментів з електрикою. [1]

Експеримент з електростатичного екранування

Існує велика кількість експериментів, які можна провести для спостереження дії електростатичного екранування. Одним з найпростіших способів зробити це спостереження є використання a металеве сито. Хочете дізнатися більше про цю експериментальну установку? Прочитайте нашу статтю про електростатичне екранування, в çанальний з ідукатор.

Більшість експериментів, запропонованих в Інтернет-статтях, говорять про використання алюмінієвої фольги, сковорідок або навіть мікрохвильової печі для переривання сигналу стільникового телефону. Однак такі явища насправді ілюструють не електростатичне екранування, а електромагнітне екранування радіохвилі.

Кредити зображення

[1] спільноти | Антуан Тевено

Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики

Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:

ХЕЛЕРБРОК, Рафаель. «Електростатичне екранування»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm. Доступ 27 червня 2021 року.