¿Por qué la rejilla metálica también tiene un efecto de protección electrostática?

El principio del blindaje electrostático es el siguiente:

Supongamos que hay una carga Q fuera de un conductor de cavidad (analice primero el conductor cerrado). Debido a la inducción electrostática, habrá). una inducción en la superficie exterior del conductor de la cavidad. Generación de carga. El campo eléctrico generado por la carga inducida dentro de la cavidad y el campo eléctrico generado por Q dentro de la cavidad se cancelan entre sí, de modo que la intensidad del campo eléctrico dentro de la cavidad es. cero.

Hablemos nuevamente de la cubierta de malla metálica, aunque la cubierta de malla tiene la parte hueca que mencionaste, pero esto no afecta la generación de cargas inducidas en la cubierta de malla metálica. El campo eléctrico fuera de la. La cubierta de malla metálica también se verá compensada por el campo eléctrico de la carga inducida.

Principio de blindaje electrostático

(1) Si un conductor se coloca en un campo eléctrico externo con un campo eléctrico fuerza E, los electrones libres en el conductor se moverán en la dirección opuesta al campo eléctrico bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico. De esta forma, las cargas negativas del conductor se distribuyen en un lado y las cargas positivas en el otro. Este es el fenómeno de la inducción electrostática. Debido a la redistribución de cargas dentro del conductor, estas cargas forman otro campo eléctrico en dirección opuesta al campo eléctrico externo, y la intensidad del campo eléctrico está dentro de E. Según el principio de superposición de intensidad de campo, la intensidad del campo eléctrico dentro del conductor es igual a la superposición del exterior E y el interior E. Cuando los campos eléctricos opuestos se superponen y se anulan entre sí, la intensidad del campo eléctrico total dentro del conductor conductor es cero. Cuando la intensidad total del campo eléctrico dentro del conductor es cero, los electrones libres en el conductor ya no se mueven direccionalmente. En física, el estado en el que no hay movimiento de carga en un conductor se llama equilibrio electrostático. Para un conductor en equilibrio electrostático, la intensidad del campo eléctrico interno es cero en todas partes. Se puede inferir que para un conductor en estado de equilibrio electrostático, la carga solo se distribuye en la superficie exterior del conductor. Si este conductor es hueco, cuando alcance el equilibrio electrostático, no habrá campo eléctrico en su interior. De esta forma, la capa exterior del conductor "protegerá" su interior de la influencia de campos eléctricos externos. Este fenómeno se denomina blindaje electrostático.

(2) Faraday una vez se arriesgó a recibir una descarga eléctrica y realizó un experimento mundialmente famoso: el experimento de la jaula de Faraday. Faraday se encerró en una jaula de metal cuando se produjo una poderosa descarga electrostática fuera de la jaula, no pasó nada.

(3) Blindaje electrostático: para evitar la influencia de campos eléctricos externos en instrumentos y equipos, o para evitar la influencia de los campos eléctricos de equipos eléctricos en el mundo exterior, se utiliza una cavidad conductora. Se utiliza para proteger el campo eléctrico externo para que el campo eléctrico interno no se vea afectado. No afecta el equipo eléctrico y evita que afecte al mundo exterior. Un blindaje con un conductor de cavidad que no está conectado a tierra es un blindaje exterior, y un blindaje con un conductor de cavidad que está conectado a tierra es un blindaje interior.

(4) En el estado de equilibrio electrostático, ya sea un conductor hueco o un conductor sólido; no importa cuán cargado esté el conductor en sí, o si el conductor está en un campo eléctrico externo, debe ser un cuerpo equipotencial y su intensidad de campo interno es cero, que es la base teórica del blindaje electrostático.

(5) Verificar indirectamente la ley de Coulomb. El teorema de Gauss se puede derivar de la ley de Coulomb. Si el exponente del cuadrado inverso en la ley de Coulomb no es igual a 2, no se puede derivar el teorema de Gauss. Por el contrario, si se demuestra el teorema de Gauss, se demuestra la exactitud de la ley de Coulomb. Según el teorema de Gauss, la intensidad del campo dentro de la carcasa esférica metálica aislante debe ser cero, lo que también es la conclusión del blindaje electrostático. Si se utiliza un instrumento para detectar si la capa protectora está cargada o no y el análisis se basa en los resultados de la medición, se puede determinar la exactitud del teorema de Gauss, lo que también verifica la exactitud de la ley de Coulomb. Los resultados experimentales más recientes fueron completados por Williams et al en 1971, señalando que en la fórmula F=q1q2/r2±δ, δ<(2.7±3.1)×10-16,

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(6) Se puede ver que dentro de la precisión experimental que se puede lograr en esta etapa, la relación del cuadrado inverso de la ley de Coulomb está estrictamente establecida. Desde un punto de vista de aplicación práctica, podemos considerarlo correcto.

(7) En los polímeros reticulados, los grupos laterales de la cadena polimérica se fijan dentro de la molécula debido a la reticulación, y los contraiones correspondientes a los grupos laterales seguirán a las moléculas del disolvente. La concentración continúa disminuyendo debido al efecto de difusión, lo que hace que aumente la densidad de carga interna del gel. Las moléculas del gel aumentan el volumen del gel debido a la repulsión electrostática y la manifestación macroscópica es la hinchazón del gel. A altas concentraciones de sal, la concentración de contraiones (como el Na) en la solución es grande. Cuando un polímero reticulado se disuelve en una solución con una alta concentración de sal, los contraiones también se difundirán en las moléculas del gel debido a la difusión de las moléculas de disolvente. Estos contraiones se combinan con los grupos laterales de las moléculas del polímero, protegiendo el interior. de las moléculas. La repulsión de carga hace que el grado de hinchamiento de las moléculas de polímero disminuya.

Este fenómeno se llama apantallamiento de carga

(8) Cabe señalar que si el campo eléctrico externo es un campo eléctrico alterno, las condiciones para el apantallamiento electrostático ya no son válidas

Propósito

(1) El blindaje electrostático tiene dos significados. Uno es el significado práctico: el blindaje evita que los instrumentos o entornos de trabajo en carcasas de conductores metálicos se vean afectados por campos eléctricos externos y no afecta los campos eléctricos externos. Para evitar interferencias, algunos dispositivos electrónicos o equipos de medición deben implementar blindaje electrostático, como cubiertas metálicas conectadas a tierra o cubiertas de malla metálica densa en cubiertas de equipos interiores de alto voltaje y carcasas de tubos metálicos para tubos electrónicos. Otro ejemplo es un transformador de potencia con rectificación de onda completa o rectificación en puente. Se envuelve una lámina de metal entre el devanado primario y el devanado secundario o se enrolla una capa de alambre esmaltado a su alrededor y se conecta a tierra para lograr un efecto de blindaje. En operaciones con alto voltaje, los trabajadores usan trajes ecualizadores de voltaje tejidos con alambres metálicos o fibras conductoras, que pueden blindar y proteger el cuerpo humano. En experimentos electrostáticos, hay un campo eléctrico vertical de aproximadamente 100 V/m cerca de la Tierra. Para excluir el efecto de este campo eléctrico sobre los electrones y estudiar el movimiento de los electrones sólo bajo la influencia de la gravedad, se debe establecer eE<10-10V/m. Se trata de un "vacío electrostático" casi sin campo electrostático. útil para evacuados. Esto sólo se puede lograr si la cavidad está blindada electrostáticamente. De hecho, el blindaje electrostático mediante una cavidad conductora cerrada es muy eficaz.