Elektrostatiskais ekranējums
Elektrostatiskais aizsargs: lai izvairītos no ārējā elektriskā lauka ietekmes uz iekārtu vai lai izvairītos no elektrisko iekārtu elektriskā lauka ietekmes uz ārpasauli, ārējā elektriskā lauka pārklāšanai tiek izmantots dobuma vads, lai iekšējie elementi netiek ietekmēti, un elektriskais aprīkojums nav ārējs. To sauc par elektrostatisko ekranēšanu.
Zemes vadu aizsargs, kas nav iezemēts, ir ārējais aizsargs, un dobuma vadu zemes aizsargs ir pilnībā pasargāts. Dobuma vads ir elektrostatiskā līdzsvara stāvoklī ārējā elektriskajā laukā, un tā iekšējais lauka stiprums vienmēr ir vienāds ar nulli. Tāpēc ārējam elektriskajam laukam nav iespējams ietekmēt tās iekšējo telpu. Ja dobumā ir uzlādēts korpuss, tā iekšējā virsma radīs vienādu daudzumu inducētā lādiņa, kad tas ir elektrostatiski līdzsvarots. Ja ārējais apvalks nav iezemēts, ārējā virsma radīs tādu pašu daudzumu inducētā lādiņa kā iekšējais uzlādētais korpuss. Šajā laikā elektriskās uzlādes elektriskais lauks ietekmēs ārpasauli. Šajā laikā dobuma vadu var pasargāt tikai no ārējā elektriskā lauka, bet iekšējo elektrifikāciju nevar pasargāt. Ķermeņa ietekme uz ārpasauli, tā saukto ārējo ekranēšanu. Ja lieta ir iezemēta, pat ja ir iekšpusē uzlādēts ķermenis, iekšējās virsmas un uzlādētā ķermeņa lādiņa ierosinātās maksas algebriskā summa ir nulle, un ārējās virsmas ģenerētais uzlādētais lādiņš virza zemē caur zemes līniju. Ārējā pasaule nevar ietekmēt korpusa iekšpusi, kā arī tiek novērsta iekšējās uzlādētās ķermeņa ietekme uz ārpusi, tāpēc šo ekranēšanu sauc par pilnīgu ekranēšanu. Lai novērstu ārējo signālu traucējumus, elektrostatiskais aizsargs tiek plaši izmantots zinātniskajā un tehniskajā darbā. Piemēram, metāla apvalks elektroniskās iekārtas ārpusē, svina āda sakaru kabeļa ārpusē utt. Ir visi aizsargājošie pasākumi, lai novērstu ārējā elektriskā lauka traucējumus.
Elektrostatiskā līdzsvara stāvoklī neatkarīgi no tā, vai tas ir dobais vadītājs vai ciets vadītājs; Neatkarīgi no tā, cik daudz paša vadītāja ir uzlādēta, vai arī, vai vadītājs atrodas ārējā elektriskā laukā, tam jābūt vienādam potenciālam ķermenim, kura iekšējais lauka stiprums ir nulle, kas ir elektrostatiskās ekranēšanas teorētiskais pamats.
Tā kā elektriskajam laukam slēgtajā korpusa apvalkā ir raksturīga un praktiska nozīme, mēs apspriežam elektrostatisko ekranēšanu, izmantojot piemēru elektriskā lauka aizvērto vadu apvalkā.
(1) Ārējais lādiņš vai elektriskais lauks neietekmē elektrisko lauku slēgtā vadītāja apvalka iekšpusē.
Ja korpusā nav uzlādēta korpusa un ir uzlāde q ārpus korpusa, elektrostatiskā indukcija liek uzlādēt korpusa ārējo sienu. Ja statiskā elektrība ir līdzsvarota, korpusā nav elektriskā lauka. Tas nenozīmē, ka ārējā lādiņa nerada elektrisko lauku apvalkā.
Elektriskais lauks. Tā kā čaumalas ārējā siena izraisa atšķirīgu elektrisko lādiņu, tās ir nulle, un iegūtais lauks tiek izgaismots ar q jebkurā vietā korpusa iekšējā telpā. Tāpēc vadītāja apvalka iekšpusi neietekmē ārējais lādiņš q vai cits elektriskais lauks. Indukcijas lādiņš uz korpusa ārējās sienas darbojas kā automātiska regulēšana.
Ja dobuma vadu korpuss ir iezemēts, zem zemes virsmas zemē ieplūst pozitīvs lādiņš. Pēc elektrostatiskā līdzsvara dobuma vads un zeme ir vienādas, un lauka stiprums dobumā joprojām ir nulle.
Ja dobumā ir lādiņš, dobuma vads joprojām ir līdzsvara potenciāls zemei, un elektrotīklā nav elektriskā lauka. Šajā laikā dobuma iekšējās sienas induktīvās uzlādes dēļ dobumā ir elektriskais lauks. Šo elektrisko lauku ģenerē lādiņš korpusā, un lādiņš ārpus korpusa joprojām neietekmē elektrisko lauku korpusā.
No iepriekšminētās diskusijas var secināt, ka iekšējo elektrisko lauku neietekmē slēgtā vadītāja korpusa ārējais lādiņš, vai tas ir iezemēts vai nē.
(2) Zemējuma slēgtā vadītāja apvalka ārējo elektrisko lauku neietekmē lādiņš korpusa iekšpusē.
Ja korpusa dobumā ir lādiņš q, elektrostatiskās indukcijas dēļ korpusa iekšējai sienai ir vienāds daudzums elektriskā lādiņa, čaumalas ārējai sienai ir vienāds uzlādes apjoms, un elektriskais lauks pastāv korpusa ārējo telpu. Šo elektrisko lauku var uzskatīt par netieši uzlādētu ar elektrisko lādiņu korpusā. ražot. Var arī teikt, ka to tieši rada induktais lādiņš ārpus korpusa.
Tomēr, ja lieta ir iezemēta, lādiņš ārpus korpusa pazudīs, un elektriskā lādiņa gadījumā un izraisītā uzlāde uz iekšējās sienas radīs elektrisko lauku ārpus korpusa (5. attēls). Ir redzams, ka, ja elektriskais lauks ārpus korpusa neietekmē lādiņu korpusā, korpusam jābūt iezemētam. Tas atšķiras no pirmā gadījuma.
Ņemiet vērā arī: 1 Mēs sakām, ka zemējums novērsīs maksu ārpus korpusa, bet tas nenozīmē, ka jebkurā gadījumā korpusa ārējai sienai jābūt bez maksas. Ja ārpus korpusa ir uzlādēts ķermenis, čaumalas ārējā siena joprojām var būt uzlādēta neatkarīgi no tā, vai korpusā ir uzlāde (6. attēls).
2 Praktiskos pielietojumos metāla korpusam nav jābūt pilnīgi un pilnīgi aizvērtam, un metāla korpusa vietā var izmantot metāla sietu, lai panāktu līdzīgu elektrostatisko ekranēšanas efektu, lai gan ekranēšana nav pilnīgi un pilnīgi.
3 Elektrostatiskā līdzsvara gadījumā zemējuma vadā nav lādēšanas plūsmas, bet, ja uzlādētais korpuss laika gaitā mainās, vai uzlādētā ķermeņa uzlāde pie ārējā apvalka ar laiku mainās, pastāv strāva. iezemējuma vadu. . Aizsargplāksnei var būt arī atlikušais lādiņš, un ekranēšanas efekts būs nepilnīgs un nepilnīgs.
Īsāk sakot, vai slēgtais vadītāja apvalks ir iezemēts vai nē, iekšējais elektriskais lauks neietekmē ārējo lādiņu un elektrisko lauku; elektriskais lauks ārpus slēgtā vadītāja korpusa neietekmē lādiņu iekšpusē korpusā. Šo parādību sauc par elektrostatisko ekranēšanu.
Elektrostatiskajam ekranējumam ir divas nozīmes. Viens no tiem ir praktiskā nozīme: ekranēšana padara instrumentu vai darba vidi metāla vadītāja apvalka iekšpusē neietekmē ārējais elektriskais lauks un neietekmē ārējo elektrisko lauku. Lai izvairītos no traucējumiem, dažām elektroniskām ierīcēm vai mērierīcēm jābūt elektrostatiski aizsargātām, piemēram, metāla apvalkam ar iezemētu augstsprieguma ierīces vāku vai blīvu metāla sietu, un metāla caurulei elektronu caurulei. Vēl viens piemērs ir pilnas viļņu korekcijas vai tilta labošanas jaudas transformators. Metāla folija tiek iesaiņota starp primāro tinumu un sekundāro tinumu vai emaljētu stiepli ievada un iezemē, lai nodrošinātu ekranēšanu. Augstsprieguma tiešraides darbā strādnieki valkā spiediena izlīdzināšanas tērpu ar stiepli vai vadošu šķiedru, lai aizsargātu cilvēka ķermeni. Elektrostatiskajā eksperimentā pie zemes atrodas vertikāls elektriskais lauks, kas ir aptuveni 100 V / m. Lai izslēgtu šī elektriskā lauka ietekmi uz elektroniem un lai pētītu elektronu kustību tikai smaguma ietekmē, tai ir jābūt eE
Otrs ir teorētisks: Coulomb likuma netieša pārbaude. Gausa teorēmu var iegūt no Coulomb likuma. Ja Coulomb likumā apgrieztā kvadrātiņas indekss nav vienāds ar 2, Gauss teorēmu nevar iegūt. Gluži pretēji, ja tiek pierādīts Gauss teorēma, tiek pierādīta Coulomb likuma pareizība. Saskaņā ar Gausa teorēmu lauka intensitāte izolētā metāla sfēriskajā apvalkā ir nulle, kas ir arī elektrostatiskā ekranēšana. Ja instrumentu izmanto elektrifikācijas noteikšanai vairoga gadījumā, Gauss teorēmas pareizību var noteikt, analizējot mērījumu rezultātus, un pārbauda Coulomb likuma pareizību. Pēdējos eksperimentālos rezultātus veica Williams et al. 1971. gadā, norādot
F = q1q2 / r2 ± δ, δ <(2,7 ±="" 3,1)="" ×="">
Var redzēt, ka Coulomb likuma apgrieztā kvadrāta attiecības ir stingri noteiktas eksperimentālajā precizitātē, ko var sasniegt šajā posmā. No praktiskā viedokļa mēs to varam uzskatīt par pareizu.
Statiski sabalansētā vadā iekšējais lauka stiprums ir nulle. Dobi vads tiek izvadīts vadu apvalkā, un lauka stiprums korpusā joprojām ir nulle visur. Šādā veidā vadītāja apvalks var aizsargāt apkārtējo teritoriju tā, lai šo laukumu neietekmētu ārējais elektriskais lauks. Šo parādību sauc par elektrostatisko ekranēšanu.