靜電屏蔽的原理

靜電屏蔽的原理與應用指導老師：楊曉梅學院：物理電氣信息學院專業(yè)：2013級物理師范姓名：王彩霞學號：12013241678

2023/2/52靜電屏蔽的研究問題的提出什么是靜電屏蔽靜電屏蔽的總結靜電屏蔽的應用制作體會2023/2/53

問題的提出1.為什么把鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙呢？2.為什么坦克敢闖高壓電網(wǎng)，難道坦克兵不怕觸電嗎？

什么是靜電屏蔽？？？？一：靜電感應現(xiàn)象

放入電場中的導體，其內(nèi)部的自由電子在電場力的作用下向電場的反方向移動，致使導體的兩端分別出現(xiàn)等量的正、負電荷。這種現(xiàn)象叫靜電感應現(xiàn)象。二：靜電平衡狀態(tài)：導體中（包括表面）沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)導體的性質(zhì)（1）導體內(nèi)部的場強處處為零。（2）導體表面上任何一點的場強方向跟該點的表面垂直。（3）導體所帶的凈電荷只分布在導體的外表面上，導體內(nèi)部沒有凈電荷。（4）處于靜電平衡狀態(tài)的導體是等勢體，導體表面是等勢面。2023/2/52023/2/55三、靜電屏蔽腔內(nèi)q與內(nèi)表面的感應電荷-q,對外部場的貢獻恒為零?！诙惪涨混o電屏蔽。若第二類空腔導體接地時，外表面上的感應電荷被大地電荷中和，所以不帶電荷。金屬空腔是零等勢體。若第二類空腔導體接地，且腔外有帶電體時，外表面上的感應電荷被大地電荷部分中和，所帶電荷的多少必須保證腔內(nèi)、腔內(nèi)表面、腔外表面以及腔外電荷在導體內(nèi)產(chǎn)生的場強為零，即滿足靜電平衡條件。金屬空腔是零電位。U=0U=0+q–qQ+q’2023/2/56當?shù)诙惪涨粚w接地時金屬空腔是零等勢體，由靜電場邊值問題的唯一性定理可以證明：此時殼內(nèi)的任何電場都不影響外界，也不受外界影響。例如高壓設備都用金屬導體殼接地做保護，它起靜電屏蔽作用，內(nèi)外互不影響。外界不影響內(nèi)部不影響外界U=0q–qU=0Q+q’殼內(nèi)外場互不影響2023/2/57空腔導體殼接地與否，外界均對殼內(nèi)電場無任何影響，外界不影響內(nèi)部例如在電子儀器、或傳輸微弱信號的導線中都常用金屬殼或金屬網(wǎng)作靜電屏蔽。外界不影響內(nèi)部U=C1U=C1腔外表面的電荷分布不影響腔內(nèi)電場分布但是腔內(nèi)有無電荷對腔外有不同的影響。綜述：空腔導體(無論接地與否)將使腔內(nèi)空間不受外電場的影響，而接地空腔導體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場的影響～空腔導體的靜電屏蔽原理2023/2/58靜電屏蔽的進一步演示1

屏蔽外電場外電場

空腔導體可以屏蔽外電場,使空腔內(nèi)物體不受外電場影響.這時,整個空腔導體和腔內(nèi)的電勢也必處處相等.空腔導體屏蔽外電場2023/2/59

接地空腔導體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場影響.

問：空間各部分的電場強度如何分布？接地導體電勢為零2

屏蔽腔內(nèi)電場++++++++2023/2/510對靜電屏蔽的總結理論基礎在靜電平蘅狀態(tài)下，不論是空心導體還是實心導體，不論導體本身帶電多少，或者導體是否處于外電場中，必定為等勢體，其內(nèi)部場強為零。下面我們以封閉導體內(nèi)的電場為例對靜電屏蔽做一討論。2023/2/511封閉導體內(nèi)部電場不受殼外電荷或電場影響如殼內(nèi)無帶電體而殼外有電荷q,則靜電感應使殼外壁帶電。靜電平衡時殼內(nèi)無電場。這不是說殼外電荷不在殼內(nèi)產(chǎn)生電場，是由于殼外壁感應出異號電荷，它們與q在荷內(nèi)空間任一點激發(fā)的合場強為零。因而導體荷內(nèi)部不會受到荷外電荷q或其他電場的影響。2023/2/512接地封閉導體殼外部電場不受殼內(nèi)電荷的影響如果殼內(nèi)空腔有電殼q,因為靜電感應，殼內(nèi)部帶有等量異號電荷，殼外部帶有等量同號電荷，殼外空間有電場存在，此電場可以說說是由殼內(nèi)電荷q間接產(chǎn)生.也可以說是由殼外感應電荷直接產(chǎn)生的.但如果將外殼接地,則殼外電荷將消失,殼內(nèi)電荷q與內(nèi)部感應電荷在殼外產(chǎn)生電場為零.可見如果要使殼內(nèi)電荷對殼外電場無影響,必須將外殼接地.2023/2/513靜電屏蔽的應用高壓帶電作業(yè)（500千伏帶電作業(yè)用的屏蔽服）很多電子儀器，比如示波器的接線都是這樣的屏蔽線汽車外的天線有線電視信號線，外面就有一層金屬絲，就為了靜電屏蔽，使信號不受干擾

在服務區(qū)怕被人打手機，又不能關機，找個金屬盒子裝進去，就變成了“您撥打的用戶不在服務區(qū)”

2023/2/514有關靜電屏蔽的流程圖自由電子靜電感應靜電場靜電屏蔽外電場E定向移動合場強減弱感應電場導體內(nèi)部E=02023/2/515+++++++++一靜電感應靜電平衡條件感應電荷

靜電場中的導體2023/2/516++++++++導體內(nèi)電場強度外電場強度感應電荷電場強度2023/2/517++++++導體是等勢體靜電平衡條件（1）導體內(nèi)部任何一點處的電場強度為零；（2）導體表面處的電場強度的方向,都與導體表面垂直.

導體表面是等勢面

導體內(nèi)部電勢相等2023/2/518屏蔽袋屏蔽線屏蔽服2023/2/519制作體會1.加深了對靜電屏蔽的原理的了解。2.一個人的工作——樂趣多多。3.進一步掌握了PPT的使用。4.能運用知道的知識解釋一些現(xiàn)象，做到學以致用。2023/2/520參考文獻【1】普通物理學教