金属内侧为什么没有电荷 我不太懂 静电屏蔽 请看下图 静电场的应用

金属导体在这种情况下相当于一个电磁屏蔽体,将静电放电产生的静电场屏蔽掉了;所有金属体内部没有电荷。

电磁屏蔽原理如下:电磁屏蔽原理是限制电磁波从屏蔽材料的一侧空间向另一空间传递。

电磁波到达屏蔽材料表面时,有三种衰减方式:一是在入射表面由阻抗突变引起的电磁波的反射衰减(R);二是电磁波在屏蔽体内部传播时,电磁能量被吸收的衰减(A);三是电磁波在屏蔽体内部界面间多次反射时的反射衰减,也叫反射修正系数(M),这项影响因素只在A<15dB情况下才有意义‘16,17]。

电磁场理论认为,在高频电磁场中,主要是吸收损耗起作用,屏蔽材料电阻越小,产生的涡流电流就越大,反磁场也就越大,屏蔽效果就越好;同时认为,良导体对低频电场的反射损耗较大。

电磁屏蔽原理是什么

【太平洋汽车网】电磁屏蔽是用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。

电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用,其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。

电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。

真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素:一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的,另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。

屏蔽体上有很多导电不连续点,最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。

这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏,如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。

解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料,消除不导电点。

这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。

这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。

在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器,似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。

(图/文/摄:太平洋汽车网邹婷1)

何谓静电屏蔽

为防止外界的场 (包括电场、磁场 ,电磁场 )进入某个需要保护的区域 ,称为屏蔽 .屏蔽分为静电屏蔽、静磁屏蔽、电磁屏蔽是电磁学的三种 .这三种屏蔽的根本目的则是依据不同的物理原理 ,利用屏蔽壳上由外场产生的感应效应来抵御外场的影响 ,从而为“保护区”设立了屏障 ,抑制了外界的干扰静电屏蔽:为了避免外界电场对仪器设备的影响,或者为了避免电器设备的电场对外界的影响,用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受影响,也不使电器设备对外界产生影响,这就叫做静电屏蔽。

空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽,空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽。

空腔导体在外电场中处于静电平衡,其内部的场强总等于零。

因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。

若空腔导体内有带电体,在静电平衡时,它的内表面将产生等量异号的感生电荷。

如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感应电荷,此时感应电荷的电场将对外界产生影响,这时空腔导体只能对外电场屏蔽,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响,所以叫外屏蔽。

如果外壳接地,即使内部有带电体存在,这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零,而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。

外界对壳内无法影响,内部带电体对外界的影响也随之而消除,所以这种屏蔽叫做全屏蔽。

为了防止外界信号的干扰,静电屏蔽被广泛地应用科学技术工作中。

例如电子仪器设备外面的金属罩,通讯电缆外面包的铅皮等等,都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。

在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础。

因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。

(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响。

如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电(如图1)。

静电平衡时壳内无电场。

这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根发电场。

由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零。

因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。

壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。

如果把上述空腔导体外壳接地(图2),则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。

静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零。

如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场。

这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场(图3)。

此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响。

由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响。

(二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。

如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在(图4),此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。

也可以说是由壳外感应电荷直接产生的。

但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零(图5)。

可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地。

这与第一种情况不同。

这里还须注意:①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电。

假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷(图6)。

②实际应用中金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的。

③在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流。

屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的。

总之,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响。

这种现象,叫静电屏蔽。

静电屏蔽有两方面的意义,其一是实际意义:屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响。

有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳。

又如作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用。

在高压带电作业中,工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用。

在静电实验中,因地球附近存在着大约100V/m的竖直电场。

要排除这个电场对电子的作用,研究电子只在重力作用下的运动,则必须有eE<meg,可算出E<10-10V/m,这是一个几乎没有静电场的“静电真空”,这只有对抽成真空的空腔进行静电屏蔽才能实现。

事实上,由一个封闭导体空腔实现的静电屏蔽是非常有效的。

其二是理论意义:间接验证库仑定律。

高斯定理可以从库仑定律推导出来的,如果库仑定律中的平方反比指数不等于2就得不出高斯定理。

反之,如果证明了高斯定理,就证明库仑定律的正确性。

根据高斯定理,绝缘金属球壳内部的场强应为零,这也是静电屏蔽的结论。

若用仪器对屏蔽壳内带电与否进行检测,根据测量结果进行分析就可判定高斯定理的正确性,也就验证了库仑定律的正确性。

最近的实验结果是威廉斯等人于1971年完成的,指出在式F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,可见在现阶段所能达到的实验精度内,库仑定律的平方反比关系是严格成立的。

从实际应用的观点看,我们可以认为它是正确的。

处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零。

把一个实心导体挖空,变成一个导体壳,壳内的场强仍处处为零。

这样,导体壳就可以保护它所包围的区域,使这个区域不受外部电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。

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