静电平衡指导体中的电荷处于稳定状态。均匀导体达到静电平衡的条件是导体内部的合场强处处为零。导体的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,这种现象称为静电屏蔽。在交联高分子材料或蛋白质等大分子凝胶中,将材料放入高盐浓度溶液中,材料溶胀度降低的现象也称为静电屏蔽效应。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,也叫做静电屏蔽。
受到静电屏蔽的范围一定处于静电平衡状态吗?
静电屏蔽是大范围不平衡电厂中一部分被金属等电导质屏蔽 屏蔽的意思是不受到外界环境电厂的干扰 如果静电不平衡也可能是本来就带有电荷 本身带有电荷被屏蔽后就是不受外界干扰 电荷不会消失 还是失衡的 所以不是一回事
关于静电屏蔽
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问题描述:
1、为什么任何导体放在任何电场里面都会静电平衡,导体内各点场强为零?比如一个非常小的金属导体放在巨大的场强里,就算导体把电子移完 了也不够平衡场强的,那他怎么达到场强为零呢?
2、为什么导体加场强定向移动时必需是移到表面?比如说一个巨大的金属导体加一个特别微小的场强,那我觉得电荷还没到表面呢就静电平衡了啊~~~或者说为什么没有特殊情况让电荷没有到表面,但也不发生定向移动,内部场强为零呢?
3、为什么净电荷必须在外表面?比如一个实心球体导体,在外面分布一圈净电荷,在圆心分布点电荷,貌似也能达到静电平衡~~~~
4、综合二和三,想问一下为什么不能有电荷在导体内部的情况,也就是为什么没有特殊情况使导体内部有电荷但也不发生电荷的定向移动,要万一内部有电荷也静电平衡了呢?
5、静电屏蔽,为什么挖满洞的空腔导体也可以静电屏蔽 ?
解析:
答第一题,我想你把概念弄错了,
静电平衡的对象是放入电场中的导体,并不包括外电场,所以无论所加电场的场强有多大,导体内的自由电荷所产生的场强总矢量和都为O(用微元法可得)
关于静电屏蔽四种情况的问题
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生电荷,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。
请简要解释静电屏蔽的原理。
(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。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,根本是q与外壁带电电场抵消。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。
(二)如果把上述空腔导体外壳接地,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。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。
(三)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,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。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。
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<(27±31)×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。
静电屏蔽的原理是什么啊
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。
导体置于电场中时,自由电荷受力,发生定向移动,从而重新分布。重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场,阻碍电荷定向移动,直至最后无电荷定向移动为止,这时感应电荷电场与原电场的合场强为零。
①什么是静电平衡状态:导体上处处无电荷定向移动的状态。
②特征:导体内部处处场强为零。
请简要解释静电屏蔽的原理
静电屏蔽的原理;外部静电荷与一个导体金属腔外表面感应电荷在金属腔内部形成的电场强度为零,金属腔内部电荷和金属腔内表面电荷在金属腔外面形成的电场强度为零。因此金属腔可以屏蔽外部静电场,接地金属腔可以屏蔽内部静电场。
静电屏蔽的理论意义,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。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。
静电屏蔽的实际意义;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。
扩展资料;
关于静电屏蔽应该注意
1,无论导体壳内是否有电荷,壳外电荷的分布均不影响壳内的电场.但这并不是说壳外电荷不在壳内空间产生电场,而仅是壳外电荷与壳表面分布定的感应电荷在壳内空间任一点的合电场为零罢了。
2,如果壳不接地,则壳内电荷将影响壳外电场,但与壳内电荷的位置无关.如一导体球壳,壳内点电荷q在球心与偏离球心位置时,仅改变壳内电场分布,而壳外电场分布相同。
3,接地金属壳的壳内电荷分布不影响壳外的电场.但这并不是说壳内电荷不在壳外空间产生电场,而是壳内电荷与壳内表面感应电荷在壳外空间的合场强处处为零。
参考资料 百度百科--静电屏蔽
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
导体置于电场中时,自由电荷受力,发生定向移动,从而重新分布重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场,阻碍电荷定向移动,直至最后无电荷定向移动为止,这时感应电荷电场与原电场的合场强为零
①什么是静电平衡状态:导体上处处无电荷定向移动的状态
②特征:导体内部处处场强为零
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