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静电平衡及其应用

静电平衡及其应用

作者: 樱_子 | 来源:发表于2022-10-18 23:07 被阅读0次

静电平衡

一个导体,不管什么形状、大小,放在电场中,其中的自由电荷(金属导体就是自由电子)受到电场力的作用而发生移动(正负电荷分布在导体的两端表面处),新产生的电场与与原来电场方向相反,直到两个电场大小相等,电荷受到合力为零,电荷不再移动,此时电荷处于平衡状态。

导体处于静电平衡状态时,空间中的两个电场相互抵消,则导体内部实际场强为零。如果导体是一个空心金属球壳,其内部没有电场,或者说,由于静电平衡,外部的场强不会影响到球壳内部,从而起到屏蔽作用。

导体处于静电平衡的特点

内部场强为零,但内部电势不一定为零,与选择零电势位置有关;金属球壳表面是一个等势面(如果电势不相等,电荷在电势差的作用下移动,就不会达到平衡状态);在球壳表面移动电荷,电场力不做功(球壳为等势面),大地是一个极大的导体,处于静电平衡,它是一个等势面;球壳外部电场线与球壳接触处互相垂直。

静电屏蔽

静电屏蔽是指导体外壳对它的内部起到“保护”作用,使它的内部不受外部电场的影响。外部有电场,电场中有金属球壳,不管是否接地,都能起到屏蔽的作用,使得内部不受外部电场的影响。

反过来,如果金属球壳内部带电,则由于静电感应,球壳外部表面感应出同种电荷,所以它相当于球壳表面带上同种等量电荷,除非球壳表面接地,否则球壳不带电,相当于对外屏蔽。如下图所示,能够起到屏蔽作用的是ABD。

静电屏蔽在生活中的应用

1、通讯电缆外面包的铅皮

2、电子仪器设备外面的金属罩

3、高压带电作业(500千伏带电作业用的屏蔽服)

4、很多电子仪器,比如示波器的接线都是这样的屏蔽线

5、汽车外的天线

6、有线电视信号线,外面就有一层金属丝,就为了静电屏蔽,使信号不受干扰

7、手机不想被打扰,,又不能关机,找个金属盒子装进去,就变成了"您拨打的用户不在服务区”。

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